(57)【要約】受信機（２０）は、送信機（１０）から複数の伝搬経路（Ｐ１−Ｐ４）を経て無線信号を受信し、当該無線信号の受信信号強度を測定し、測定した当該受信信号強度の標準偏差を求め、当該標準偏差を第１及び第２の閾値と比較することで、空間内に人が不在な第１の状態、空間内に存在する人の活動程度が低い第２の状態、及び、空間内に存在する人の活動程度が高い第３の状態のうち、何れの状態であるかを判定する。
2016103394.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電波を送信する送信機と、送信される前記電波に起因したマルチパスの無線信号を受信する受信機とを備え、少なくとも前記受信機が検知対象となる空間内に配置された状態検知システムであって、  前記受信機は、  一定間隔で複数回受信した前記無線信号における受信信号強度のばらつきに基づいて、前記空間内に人が不在な状態、及び、前記空間内に存在する人の活動程度が異なる複数の状態のうち、何れの状態であるかを判定する判定部、  を備える状態検知システム。
【請求項２】
前記判定部は、  前記受信信号強度の標準偏差に基づいて、前記空間内に人が不在な第１の状態、前記空間内に存在する人の活動程度が低い第２の状態、及び、前記空間内に存在する人の活動程度が高い第３の状態のうち、何れの状態であるかを判定する、  請求項１に記載の状態検知システム。
【請求項３】
前記送信機は、  前記空間内に設置され、一定の送信電力で定期的に電波を送信する機器である、  請求項１に記載の状態検知システム。
【請求項４】
前記送信機は、  前記空間内における温度、湿度、及び、照度のうち何れかを含む環境情報を計測するセンサ機器であり、計測した前記環境情報を含めた前記無線信号を前記受信機に送信する、  請求項３に記載の状態検知システム。
【請求項５】
前記受信機は、  前記受信信号強度の標準偏差の範囲をそれぞれ区分けする第１の閾値及び第２の閾値を記憶する記憶部を更に備え、  前記第１の閾値よりも前記第２の閾値の方が、ばらつきの大きい範囲を区分けするものであり、  前記判定部は、  前記無線信号における受信信号強度の標準偏差が、前記第１の閾値以下の範囲に属する場合に、前記第１の状態であると判定し、  前記無線信号における受信信号強度の標準偏差が、前記第１の閾値より大きく前記第２の閾値以下の範囲に属する場合に、前記第２の状態であると判定し、  前記無線信号における受信信号強度の標準偏差が、前記第２の閾値よりも大きい場合に、前記第３の状態であると判定し、  判定後に、前記無線信号における受信信号強度の標準偏差が、異なる範囲に属することとなった場合に、状態に変化があったと判定する、  請求項２に記載の状態検知システム。
【請求項６】
前記受信機は、  前記無線信号の受信信号強度の履歴に基づいて、前記記憶部に記憶される少なくとも前記第１の閾値を調整する調整部を更に備える、  請求項５に記載の状態検知システム。
【請求項７】
前記判定部は、  前記第２の状態又は前記第３の状態であると判定後に、前記無線信号における受信信号強度の標準偏差が、異なる範囲に属することとなった場合に、前記空間内に存在する人の活動程度に変化があったと判定する、  請求項５に記載の状態検知システム。
【請求項８】
前記判定部は、  状態を判定する際に、前記無線信号における受信信号強度の平均値が何れの範囲に属するかを更に用いるものであり、  前記第２の状態又は前記第３の状態であると判定後に、前記無線信号における受信信号強度の平均値が、異なる範囲に属することとなった場合に、前記空間内に存在する人の活動程度に変化があったと判定する、  請求項５に記載の状態検知システム。
【請求項９】
前記判定部は、  状態を判定する際に、前記無線信号における受信信号強度のそれぞれが何れの範囲に多く属するかを更に用いるものであり、  前記第２の状態又は前記第３の状態であると判定後に、前記無線信号における受信信号強度の多くが、異なる範囲に属することとなった場合に、前記空間内に存在する人の活動程度に変化があったと判定する、  請求項５に記載の状態検知システム。
【請求項１０】
前記送信機と前記受信機は、データの送受信を行う通信システムである、  請求項１に記載の状態検知システム。
【請求項１１】
電波を送信する送信機と、送信される前記電波に起因したマルチパスの無線信号を受信する受信機と、前記受信機に制御される空調機とを備え、少なくとも前記受信機及び前記空調機が空調対象となる空間内に配置された空調制御システムであって、  前記受信機は、  一定間隔で複数回受信した前記無線信号における受信信号強度のばらつきに基づいて、前記空間内に人が不在な状態、及び、前記空間内に存在する人の活動程度が異なる複数の状態のうち、何れの状態であるかを判定する判定部と、  前記判定部に判定された状態に応じて、前記空調機を制御する制御部と、  を備える空調制御システム。
【請求項１２】
電波を送信する送信機と、送信される前記電波に起因したマルチパスの無線信号を受信する受信機とを備え、少なくとも前記受信機が検知対象となる空間内に配置されたシステムを用いた状態検知方法であって、  前記受信機により、一定間隔で複数回受信した前記無線信号における受信信号強度のばらつきに基づいて、前記空間内に人が不在な状態、及び、前記空間内に存在する人の活動程度が異なる複数の状態のうち、何れの状態であるかを判定する判定工程、  を備える状態検知方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  この発明は、空間内に人が存在するか否かだけでなく、存在する人の活動程度を含めた状態を検知できる状態検知システム、空調制御システム、及び、状態検知方法に関する。
【背景技術】
【０００２】  従来より、建物内のフロアや、フロア内の部屋に人が存在（在圏）するか否かを検出するシステムとして、在圏検知システムが提案されている。例えば、特許文献１には、屋内の電波マルチパス環境を利用したＴＶ放送電波による在圏検知システム（人物在圏検知システム）の発明が開示されている。また、特許文献２には、消費電力を低減しつつ、簡易かつ広範囲に人物の存在を検知する在圏検知システムの発明が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２２１２１３号公報
【特許文献２】国際公開第２０１２／１３７２８５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】  しかしながら、上述した従来の在圏検知システムでは、検知対象となる空間内に人が存在するか否か（つまり、存在又は不在）だけを検知するものであった。そのため、何れかの検知結果に応じた単純な制御が行われることとなり、空間内に人が存在する場合に適切な制御がなされない場合があった。例えば、空間内に存在する人が、歩き回っていても、椅子に座っていても、従来の在圏検知システムでは、単一の制御が行われるだけであった。【０００５】  本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたもので、空間内に人が存在するか否かだけでなく、存在する人の活動程度を含めた状態を検知できる状態検知システム、空調制御システム、及び、状態検知方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】  上記目的を達成するために、本発明に係る状態検知システムは、  電波を送信する送信機と、送信される前記電波に起因したマルチパスの無線信号を受信する受信機とを備え、少なくとも前記受信機が検知対象となる空間内に配置された状態検知システムであって、  前記受信機は、  一定間隔で複数回受信した前記無線信号における受信信号強度のばらつきに基づいて、前記空間内に人が不在な状態、及び、前記空間内に存在する人の活動程度が異なる複数の状態のうち、何れの状態であるかを判定する判定部、  を備える。
【発明の効果】
【０００７】  本発明によれば、判定部が、無線信号における受信信号強度のばらつきに基づいて、空間内に人が不在な状態、及び、空間内に存在する人の活動程度が異なる複数の状態のうち、何れの状態であるかを判定する。この結果、空間内に人が存在するか否かだけでなく、存在する人の活動程度を含めた状態を検知することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施形態１に係る状態検知システムの概略的な構成を示す模式図である。
【図２】状態検知システムにおける受信機の構成を示すブロック図である。
【図３】第１の閾値及び第２の閾値を説明するための構成図である。
【図４Ａ】室内に人が不在である場合における無線信号の受信信号強度の一例を示すグラフである。
【図４Ｂ】室内に存在する椅子に座っている場合における無線信号の受信信号強度の一例を示すグラフである。
【図４Ｃ】室内に存在する人が歩き回っている場合における無線信号の受信信号強度の一例を示すグラフである。
【図５】本発明の実施形態１に係る状態検知処理の一例を示すフローチャートである。
【図６】本発明の実施形態２に係る空調制御システムの概略的な構成を示す模式図である。
【図７】空調制御システムにおける送信機の構成を示すブロック図である。
【図８】空調制御システムにおける受信機の構成を示すブロック図である。
【図９】空調制御システムの全体動作を説明するためのシーケンス図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】  以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一又は相当部分には同一符号を付す。以下では、まず、実施形態１として、本発明の状態検知システムについて説明し、次に、実施形態２として、本発明の応用例である空調制御システムについて説明する。なお、本発明を応用する空調制御システムは一例であり、後述するように、他の機器を制御するシステムにも同様に適用することができる。すなわち、以下に説明する実施形態は説明のためのものであり、本発明の範囲を制限するものではない。従って、当業者であればこれらの各要素又は全要素をこれと均等なものに置換した実施形態を採用することが可能であるが、これらの実施形態も本発明の範囲に含まれる。
【００１０】（実施形態１）  図１は、本発明の実施形態１に係る状態検知システム１の概略的な構成を示す模式図である。この状態検知システム１は、例えば、検知対象となる空間内に配置され、その空間内に人が存在するか否かだけでなく、存在する人の活動程度を含めた状態を検知する。以下では、状態検知システム１が、屋内（部屋Ｒ内）に配置された場合を一例として説明するが、検知対象となる空間は、このような屋内に限られず、屋外であってもよい。
【００１１】  図１に示すように、状態検知システム１は、送信機１０及び受信機２０を備える。送信機１０及び受信機２０は、共に、検知対象となる部屋Ｒ内（室内）に設置されている。状態検知システム１では、受信機２０が、送信機１０から送信される電波に起因したマルチパスの無線信号を受信することで、室内に人Ｈが不在な状態、及び、室内に存在する人Ｈの活動程度が異なる複数の状態のうち、何れの状態であるかを検知する。
【００１２】  送信機１０は、一定の送信電力で定期的に電波を送信する機器である。例えば、送信機１０は、無線ＬＡＮ（Local Area Network）や９２０ＭＨｚ帯，４００ＭＨｚ帯の特定小電力無線にて受信機２０と通信可能に接続されており、定期的にビーコン信号や通信信号などを発する。なお、送信機１０は、一定時間以上その場に留まり、一定の送信出力で定期的に電波を送信している機器であれば利用可能である。例えば、エアコンのリモコンやＷｉ−Ｆｉ通信可能なＰＣ（パソコン）などの機器を送信機１０に用いてもよい。ただし、ノートＰＣを持ち運んでいる最中など、機器が移動している場合は、送信機１０として活用できない。この他にも、例えば、テレビやラジオの放送波を受信して室内Ｈ内に転送する機器を送信機１０に用いてもよい。
【００１３】  送信機１０及び送信機２０が配置される部屋Ｒは、人Ｈの出入りがあり、状態検知を行う対象空間である。なお、対象空間は、単一の部屋に限られず、複数の部屋にまたがっていてもよい。また、上述したように、対象空間は、このような屋内に限られず、屋外であってもよい。
【００１４】  送信機１０から送信される電波は、室内の壁面、天井や床、又は、配置されている什器により反射、透過、回折を繰り返し、例えば、伝搬経路Ｐ１〜Ｐ４などを経たマルチパスの無線信号として受信機２０に到達する。
【００１５】  図２には、受信機２０の構成が示されている。図示するように、受信機２０は、アンテナ２１と、無線回路２２と、受信信号強度測定回路２３と、状態判定部２４と、記憶部２５と、調整部２６とを備える。
【００１６】  アンテナ２１は、送信機１０から送信される無線信号（電波）を受信する。アンテナ２１は、上述したマルチパスの無線信号を受信し易くするため、例えば、ダイポールアンテナの様な指向性の小さいものが好ましい。アンテナ２１で受信された無線信号は、無線回路２２に入力される。
【００１７】  無線回路２２は、例えば、無線信号を帯域制限するフィルタ、及び、無線信号を増幅するアンプ等を備える。無線回路２２の出力は、受信信号強度測定回路２３に入力される。
【００１８】  受信信号強度測定回路２３は、無線回路２２の出力に基づいて、無線信号の受信信号強度（RSSI：Received Signal Strength Indicator）を測定する。受信信号強度測定回路２３によって測定された受信信号強度は、状態判定部２４に供給される。 
【００１９】  状態判定部２４は、測定された無線信号の受信信号強度のばらつきに基づいて、室内に人Ｈが存在するか否か、及び、室内に存在する人Ｈの活動程度が異なる複数の状態のうち、何れの状態であるかを判定する。例えば、状態判定部２４は、受信信号強度の標準偏差に基づいて、室内に人Ｈが不在な第１の状態、室内に存在する人Ｈの活動程度が低い第２の状態（例えば、人Ｈが椅子に座っている状態）、及び、室内に存在する人Ｈの活動程度が高い第３の状態（例えば、人Ｈが歩き回っている状態）のうち、何れの状態であるかを判定する。具体的には、状態判定部２４は、記憶部２５に記憶される閾値（後述する第１の閾値及び第２の閾値）を用いて、状態の判定を行う。そのため、状態判定の詳細は、後述する記憶部２５の説明と共に述べる。
【００２０】  記憶部２５は、例えばフラッシュメモリやＲＡＭ（Random Access Memory）で構成され、状態判定部２４が状態判定を行う際に用いる閾値や、状態判定部２４による判定結果等のデータを記憶する。記憶部２５に記憶される閾値には、第１の閾値、及び、第２の閾値が含まれる。以下、第１及び第２の閾値について、図３を参照して説明する。
【００２１】  図３は、第１及び第２の閾値を説明するための模式図である。図中の縦軸は、受信信号強度の標準偏差（RSSI標準偏差[dB]）を示しており、その中に、第１の閾値（一例として、０．３[dB])と、第２の閾値（一例として、１．０[dB]）とが規定されている。一方、図中の横軸は、第１〜第３の状態を示し、それぞれに対応した標準偏差ＳＤ１〜ＳＤ３がプロットされている。なお、標準偏差ＳＤ１〜ＳＤ３については、後述する受信信号強度の説明と共に述べる。
【００２２】  上述したように、第１の状態は、室内に人Ｈが不在な状態であり、一方、第２，第３の状態は、室内に人Ｈが存在する状態である。そして、第２の状態は、存在する人Ｈの活動程度が低い状態（例えば、人Ｈが椅子に座っている状態）であり、また、第３の状態は、存在する人Ｈの活動程度が高い状態（例えば、人Ｈが歩き回っている状態）である。これら第１〜第３の状態を判別するために、第１及び第２の閾値が設定されている。
【００２３】  すなわち、上述した状態判定部２４は、一定間隔（例えば、１秒間隔）で複数回（例えば、３０回）受信した無線信号における受信信号強度の標準偏差を求め、求めた標準偏差と、第１及び第２の閾値とを比較して、状態を判定する。
【００２４】  具体的に状態判定部２４は、受信信号強度の標準偏差が、第１の閾値以下であれば、第１の状態であると判定する。また、状態判定部２４は、受信信号強度の標準偏差が、第１の閾値より大きく、かつ、第２の閾値以下であれば、第２の状態であると判定する。そして、状態判定部２４は、受信信号強度の標準偏差が、第２の閾値より大きければ、第３の状態であると判定する。
【００２５】  図２に戻って、調整部２６は、状態の判定に用いられる閾値（上述した第１及び第２の閾値）を、以前に測定された受信信号強度等に基づいて調整する。例えば、初期段階において上述した状態判定部２４は、初期値の閾値を用いて、状態判定を行う。その間、調整部２６は、受信信号強度の履歴を蓄積する。やがて、受信信号強度の履歴がある程度蓄積されると、調整部２６は、蓄積した受信信号強度の履歴に基づいて閾値を調整する。そして、状態判定部２４は、調整された閾値を用いて、状態判定をより適切に行う。
【００２６】  状態判定部２４、及び、調整部２６は、例えば、マイクロコンピュータであり、ＣＰＵ（Central Processing Unit）がメモリに格納されたプログラムを実行することにより、それぞれの機能を実現する。
【００２７】  図１に戻って、送信機１０は、動作を開始すると、定期的に信号（ビーコン信号や通信信号等）を送信する。例えば、送信機１０が無線ＬＡＮの親機である場合、一般に、１００ｍｓ程度の間隔で信号が送信される。
【００２８】  送信機１０から送信された信号は、伝搬経路Ｐ１〜Ｐ４などを経て、受信機２０に到達する。その際、室内に人Ｈが存在しない（不在である）場合では、伝搬経路の変動が無いため、受信機２０における無線信号の受信信号強度は安定する。例えば、室内に人Ｈが不在である場合では、図４Ａに示すように、受信信号強度は、ほぼ一定の値になる。
【００２９】  一方、室内に人Ｈが存在する場合では、伝搬経路Ｐ１〜Ｐ４などのうち、何れかが遮断されたり、人Ｈに反射したりするため、受信機２０における無線信号の受信信号強度は安定しない。室内に人Ｈが存在する状態では、例えば、図４Ｂ及び図４Ｃに示すように、受信信号強度は変動する。この変動の大きさは、その人Ｈの活動程度に応じて異なる。一例として、図４Ｂは、人Ｈが椅子に座っている場合における受信信号強度をプロットしたものである。また、図４Ｃは、人Ｈが歩き回っている場合における受信信号強度をプロットしたものである。すなわち、受信信号強度は、室内に存在する人Ｈの活動程度が高くなるに連れて、大きく変動する。例えば、人Ｈが歩行動作を行っている場合には、１０[dB]〜１５[dB]の変動が数秒間の内に起き、大きな変動となる。また、この変動は、一般的には腕や足や立ち位置が大きく変われば変わる程変化ばらつきが大きくなる。
【００３０】  受信機２０の状態判定部２４は、このような受信信号強度の標準偏差を求め、求めた標準偏差と、上述した第１及び第２の閾値とを比較して、状態判定を行う。例えば、図４Ａに示すような受信信号強度から標準偏差を求めると、上述した図３の標準偏差ＳＤ１のように、第１の閾値以下の範囲に属することになる。一例として、不在の時の受信信号強度の標準偏差は、０．０６[dB]〜０．２[dB]となり、第１の閾値（０．３[dB]）以下である。そのため、状態判定部２４は、求めた標準偏差が、第１の閾値以下である場合に、室内に人Ｈが不在な第１の状態であると判定する。
【００３１】  また、図４Ｂに示すような受信信号強度から標準偏差を求めると、上述した図３の標準偏差ＳＤ２のように、第１の閾値より大きく、第２の閾値以下の範囲に属することになる。一例として、デスクワーク等をしている時の受信信号強度の標準偏差は、０．５[dB]〜０．８[dB]となり、第１の閾値（０．３[dB]）より大きく、かつ、第２の閾値（１．０[dB]）以下である。そのため、状態判定部２４は、求めた標準偏差が、第１の閾値より大きく、かつ、第２の閾値以下である場合に、室内に存在する人Ｈの活動程度が低い第２の状態であると判定する。
【００３２】  また、図４Ｃに示すような受信信号強度から標準偏差を求めると、上述した図３の標準偏差ＳＤ３のように、第２の閾値よりも大きい範囲に属することになる。一例として歩行している時の受信信号強度の標準偏差は、１．３[dB]〜４．２[dB]となり、第２の閾値（１．０[dB]）より大きくなる。そのため、状態判定部２４は、求めた標準偏差が、第２の閾値よりも大きい場合に、室内に存在する人Ｈの活動程度が高い第３の状態であると判定する。
【００３３】  以下、このような構成の状態検知システム１の動作について、図５を参照して説明する。図５は、本発明の実施形態１に係る状態検知処理の一例を示すフローチャートである。この状態検知処理は、繰り返し実行される。
【００３４】  まず、受信機２０は、送信機１０から送信される無線信号を１回受信し、受信信号強度を測定する（ステップＳ１０１）。すなわち、受信機２０のアンテナ２１で受信された無線信号は、無線回路２２を介して、受信信号強度測定回路２３に入力される。そして、受信信号強度測定回路２３において、受信した無線信号の受信信号強度が測定される。測定された受信信号強度は、状態判定部２４に供給される。
【００３５】  受信機２０は、一定時間待機し、取得回数を加算する（ステップＳ１０２）。例えば、受信機２０は、１秒間待機し、受信信号強度の取得回数を計数するカウンタに１を加算する。
【００３６】  受信機２０は、取得回数が規定回数に到達したか否かを判別する（ステップＳ１０３）。例えば、受信機２０は、受信信号強度の取得回数が３０回になったかどうかを判別する。受信機２０は、取得回数が規定回数に到達していないと判別すると（ステップＳ１０３；Ｎｏ）、上述したステップＳ１０１に処理を戻す。
【００３７】  一方、取得回数が規定回数に到達したと判別した場合（ステップＳ１０３；Ｙｅｓ）に、受信機２０は、受信信号強度の標準偏差を算出する（ステップＳ１０４）。そして、受信機２０は、以下のように、算出した標準偏差と閾値（第１及び第２の閾値）とを比較する。
【００３８】  受信機２０は、標準偏差が、第１の閾値以下であるか否かを判別する（ステップＳ１０５）。すなわち、状態判定部２４は、算出した標準偏差が、上述した図３に示すような第１の閾値以下であるかどうかを判別する。
【００３９】  受信機２０は、標準偏差が、第１の閾値以下であると判別すると（ステップＳ１０５；Ｙｅｓ）、人Ｈが不在な第１の状態と判定する（ステップＳ１０６）。
【００４０】  一方、標準偏差が、第１の閾値以下でない（第１の閾値より大きい）と判別した場合に（ステップＳ１０５；Ｎｏ）、受信機２０は、標準偏差が、第２の閾値以下であるか否かを判別する（ステップＳ１０７）。すなわち、状態判定部２４は、算出した標準偏差が、上述した図３に示すような第２の閾値以下（第１の閾値より大）であるかどうかを判別する。
【００４１】  受信機２０は、標準偏差が、第２の閾値以下であると判別すると（ステップＳ１０７；Ｙｅｓ）、存在する人Ｈの活動程度が低い第２の状態と判定する（ステップＳ１０８）。
【００４２】  一方、標準偏差が、第２の閾値以下でない（第２の閾値より大きい）と判別した場合に（ステップＳ１０７；Ｎｏ）、受信機２０は、存在する人Ｈの活動程度が高い第３の状態と判定する（ステップＳ１０９）。
【００４３】  以上に説明したように、実施形態１に係る状態検知システム１によれば、受信機２０において、送信機１０から送信される無線信号を一定間隔で複数受信し、受信した無線信号における受信信号強度の標準偏差に基づいて、室内に人Ｈが不在な第１の状態、室内に存在する人Ｈの活動程度が低い第２の状態、及び、室内に存在する人Ｈの活動程度が高い第３の状態のうち、何れの状態であるかを判定する。この結果、室内に人が存在するか否かだけでなく、存在する人の活動程度を含めた状態を検知することができる。
【００４４】（実施形態２）  次に、上記の状態検知システム１の応用例である本発明の実施形態２に係る空調制御システム２について説明する。
【００４５】  図６は、本発明の実施形態２に係る空調制御システム２の概略的な構成を示す模式図である。この空調制御システム２は、例えば、検知対象となる空間内に配置され、その空間内に人が存在するか否かだけでなく、存在する人の活動程度を含めた状態を検知して、空調機５０を制御する。以下では、空調制御システム２が、屋内（部屋Ｒ内）に配置された場合を一例として説明するが、検知対象となる空間は、このような屋内に限られず、屋外であってもよい。
【００４６】  図６に示すように、空調制御システム２は、送信機３０、受信機４０、及び、空調機５０を備える。なお、受信機４０と空調機５０とは、通信ケーブル６０を介して接続されている。送信機３０、受信機４０、及び、空調機５０は、共に、検知対象となる部屋Ｒ内（室内）に設置されている。空調制御システム２では、受信機４０が、送信機３０から送信される電波に起因したマルチパスの無線信号を受信することで、室内に人Ｈが不在な状態、及び、室内に存在する人Ｈの活動程度が異なる複数の状態のうち、何れの状態であるかを検知し、検出結果に応じて、空調機５０を適切に制御する。なお、図６では、簡略化のため、空調機５０が１台だけ配置されている場合を示しているが、空調機５０は複数台配置されていてもよい。
【００４７】  図７には、送信機３０の構成が示されている。送信機３０は、例えば、無線センサ端末などであり、図示するように、アンテナ３１と、無線回路３２と、制御部３３と、温度センサ３４と、湿度センサ３５と、照度センサ３６とを備える。
【００４８】  アンテナ３１は、無線回路３２から入力された無線信号を送信（放出）する。アンテナ３１は、無線信号を方向性無く送信するため、例えば、ダイポールアンテナの様な指向性の小さいものが好ましい。アンテナ３１から送信された無線信号は、受信機４０に受信される。
【００４９】  無線回路３２は、例えば、無線信号を帯域制限するフィルタ、及び、無線信号を増幅するアンプ等を備える。無線回路３２の出力は、アンテナ３１に入力される。
【００５０】  制御部３３は、送信機３０全体を統括制御する。制御部３３は、後述する温度センサ３４などで測定された環境情報を、無線信号として無線回路３２（アンテナ３１）から送信させる。また、制御部３３は、無線回路３２を動作させるタイミングを制御する。例えば、制御部３３は、無線回路３２が動作するタイミングを制御して、無線信号の送信間隔を切り替えることができる。切り替え方法は、以下のように、様々な方法をとり得る。例えば、制御部３３は、受信機４０から送信機３０に送られたコマンド等に応答して無線信号の送信間隔を切り替える。また、送信機３０に設けられた図示せぬスイッチ等の設定に応じて、無線信号の送信間隔を切り替えてもよい。また、制御部３３にプログラムを書き込む際に、送信間隔も設定できるようにしてもよい。
【００５１】  各センサ（温度センサ３４、湿度センサ３５、及び、照度センサ３６）は、それぞれ、温度、湿度、及び、照度など室内における環境情報を測定する。各センサは、測定した環境情報を制御部３３に供給する。なお、各センサは、測定した環境情報を直接制御部３３に供給する代わりに、図示せぬ記憶部に環境情報を記憶させてもよい。その場合、制御部３３は、送信を行う際に、記憶された環境情報を記憶部から読み出すようにする。
【００５２】  図８には、受信機４０の構成が示されている。受信機４０は、例えば、空調制御端末などであり、図示するように、アンテナ２１と、無線回路２２と、受信信号強度測定回路２３と、状態判定部２４と、記憶部２５と、調整部２６と、制御部４１とを備える。なお、アンテナ２１〜調整部２６は、上述した図２に示す受信機２０と同じ構成である。
【００５３】  制御部４１は、状態判定部２４の判別結果を受け取り、空調機５０を制御する。上述したように、状態判定部２４は、測定された受信信号強度の標準偏差に基づいて、室内に人Ｈが不在な第１の状態、室内に存在する人Ｈの活動程度が低い第２の状態、及び、室内に存在する人Ｈの活動程度が高い第３の状態のうち、何れの状態であるかを判定する。そのため、制御部４１は、これら第１〜第３の状態（状態の変化も含む）に応じて、空調機５０を制御する。
【００５４】  空調機５０は、例えば、壁掛け型の機器であり、部屋Ｒ内の壁に配置され、通信ケーブル６０を介して受信機４０によって制御される。なお、空調機５０は、天井埋め込み型や床置き型の機器であってもよい。また、上述したように、空調機５０は、複数台配置されていてもよい。空調機５０は、例えば、膨張弁及び負荷側熱交換器などを有し、図示せぬ室外機と配管により接続されている。空調機５０は、負荷側熱交換器において冷媒を蒸発又は凝縮させ、部屋Ｒ内の空気調和を行う。
【００５５】  以下、このような構成の空調制御システム２の動作について、図９を参照して説明する。図９は、空調制御システム２の全体動作を説明するためのシーケンス図である。
【００５６】  まず、部屋Ｒ内（室内）に人Ｈが不在な第１の状態から開始する。送信機３０は、温度、湿度、及び、照度を含む環境情報を測定し、測定した環境情報（無線信号）を送信する（Ｓｑ２０１）。なお、環境情報の送信は、一定間隔で逐次行われる。
【００５７】  受信機４０は、規定回数受信した環境情報（無線信号）の標準偏差を求め、求めた標準偏差と閾値（第１及び第２の閾値）とを比較し、この場合、第１の状態を検知する（Ｓｑ２０２）。このように、室内に人Ｈが存在していないため、空調機５０は、省エネモードで運転を行っている（Ｓｑ２０３）。この省エネモードとは、快適性を比較的軽視して消費電力の削減を行う運転動作である。例えば、空調機５０は、事前の予冷運転や予暖運転により温度を設定温度の周囲まで下げる様な制御を行う。また、空調機５０は、温度が一定期間連続する様に、冷暖房の制御を必要最小限に留め、全体としての消費電力低減を行ってもよい。更に、空調機５０は、自動で電源を切り、運転を停止してもよい。
【００５８】  室内に人Ｈが不在な第１の状態では、空調機５０が省エネモードでの運転を維持する。その間も、送信機３０は、環境情報を送信し続けており、受信機４０は、その環境情報を受信し続けている。
【００５９】  その後、室内に人Ｈが入室することを想定する。例えば、人Ｈが歩いて入室することで、室内に存在する人Ｈの活動程度が高い第３の状態へと変化する。つまり、第１の状態から第３の状態に変化する。送信機３０は、上記と同様に、環境情報を測定し、測定した環境情報を送信する（Ｓｑ２０４）。なお、環境情報の送信は、一定間隔で逐次行われる。
【００６０】  受信機４０は、規定回数受信した環境情報の標準偏差を求め、求めた標準偏差と閾値とを比較し、この場合、第３の状態を検知する（Ｓｑ２０５）。つまり、無線信号の受信信号強度が大きく変動し、その標準偏差が第２の閾値を超える。しかも、このような歩行動作は、非常に大きな動作であるため、容易に検知することができる。今回、第１の状態から第３の状態への変化も検知するため、受信機４０は、空調機５０に対して、通常モードを指示する（Ｓｑ２０６）。空調機５０は、その指示を受け付けると、通常モードで運転を行う（Ｓｑ２０７）。
【００６１】  その後も、人Ｈが歩き続けている間、送信機３０は、上記と同様に、環境情報を測定し、測定した環境情報を送信する（Ｓｑ２０８）。受信機４０は、規定回数受信した環境情報の標準偏差を求め、求めた標準偏差と閾値と比較し、この場合、依然として第３の状態を検知する（Ｓｑ２０９）。つまり、室内に存在する人Ｈの活動程度が高い第３の状態では、空調機５０が通常モードでの運転を維持する。その間も、送信機３０は、環境情報を送信し続けており、受信機４０は、その環境情報を受信し続けている。
【００６２】  その後、人Ｈが着席することを想定する。例えば、歩いていた人Ｈが椅子に座ることで、室内に存在する人Ｈの活動程度が低い第２の状態に変化する。送信機３０は、上記と同様に、環境情報を測定し、測定した環境情報を送信する（Ｓｑ２１０）。なお、環境情報の送信は、一定間隔で逐次行われる。
【００６３】  受信機４０は、規定回数受信した環境情報の標準偏差を求め、求めた標準偏差と閾値をと比較し、この場合、第２の状態を検知する（Ｓｑ２１１）。つまり、無線信号の受信信号強度の変動が少し小さくなり、標準偏差が第２の閾値以下（第１の閾値より大）となる。今回、第３の状態から第２の状態への変化も検知するため、受信機４０は、空調機５０に対して、送風モードを指示する（Ｓｑ２１２）。空調機５０は、その指示を受け付けると、送風モードで運転を行う（Ｓｑ２１３）。この送風モードは、リフレッシュモードとも呼ばれ、例えば、人Ｈが長時間座っていると判断された場合に、一定時間後に空気を喚起してリフレッシュさせる機能である。そのため、上述したＳｑ２１２の指示は、第２の状態が一定時間維持された後に、送信するようにしてもよい。
【００６４】  その後も、人Ｈが椅子に座り続けている間、送信機３０は、上記と同様に、環境情報を測定し、測定した環境情報を送信する（Ｓｑ２１４）。受信機４０は、規定回数受信した環境情報の標準偏差を求め、求めた標準偏差と閾値と比較し、この場合、依然として第２の状態を検知する（Ｓｑ２１５）。つまり、室内に存在する人Ｈの活動程度が低い第２の状態では、空調機５０が送風モードでの運転を維持する。その間も、送信機３０は、環境情報を送信し続けており、受信機４０は、その環境情報を受信し続けている。
【００６５】  以上に説明したように、実施形態２に係る空調制御システム２によれば、受信機４０において、送信機３０から送信される環境情報（無線信号）を一定間隔で複数受信し、受信した環境情報における受信信号強度の標準偏差に基づいて、室内に人Ｈが不在な第１の状態、室内に存在する人Ｈの活動程度が低い第２の状態、及び、室内に存在する人Ｈの活動程度が高い第３の状態のうち、何れの状態であるかを判定する。そして、受信機４０は、判定結果（状態の変化も含む）に応じて、空調機５０を制御する。この結果、室内に人が存在するか否かだけでなく、存在する人の活動程度を含めた状態を検知することで、空調機５０を適切に制御することができる。
【００６６】  更に、空調制御システム２によれば、従来技術にある様な高コストなアレイアンテナといった特別な送信機は必要なく、通信を行うのに最低限必要な通常の送信機３０、及び、空調機５０を操作することができるリモコン（空調制御端末）としての機能を持つ受信機４０を用いることで、専用の機器を使用することなく、上述した状態検知システム１を応用した空調制御システム２を、簡易かつ低コストに構築することができる。
【００６７】（他の実施形態）  上記の実施形態１，２では、第１の閾値と第２の閾値を用いて、３つの状態のうちの何れの状態であるかを判定する場合について説明したが、閾値の数を適宜増やして、４つ以上の状態のうちから何れかの状態であるかを判定するようにしてもよい。
【００６８】  上記の実施形態１，２では、一定間隔で複数回受信した無線信号の受信信号強度から標準偏差を求めて、状態を判定する場合について説明したが、状態に変化がない場合には、受信間隔を広げるなどして、消費電力を低減するようにしてもよい。例えば、通常は、無線信号を時間の長い第１の間隔で受信し、受信信号強度が変化した場合に、第１の間隔よりも時間の短い第２の間隔で無線信号を受信するようにする。そして、第２の間隔で複数回受信した無線信号の受信信号強度から標準偏差を求めて、状態を判定する。この場合、無線信号を常時受信する必要がなくなるため、消費電力を低減しつつ、状態を検知することができる。
【００６９】  上記の実施形態１，２では、送信機１０，３０が部屋Ｒ内に配置されている場合について説明したが、送信機１０，３０からの電波（無線信号）が部屋Ｒ内に送信されるのであれば、部屋Ｒの外に配置してもよい。また、送信機１０，３０と受信機２０，４０は、データの送受信を行う通信システムであってもよい。
【００７０】  上記の実施形態２では、空調機５０を制御する空調制御システム２について説明したが、他の機器を制御するシステムにも同様に適用可能である。例えば、照明機器を制御する照明制御システムや音響機器を制御する音響制御システムなどにも、同様に適用することができる。
【００７１】  上記の実施形態１，２では、受信信号強度の標準偏差だけを用いて、状態判定や状態の変化を検知する場合について説明したが、他の情報を用いて、状態判定や状態の変化を検知してもよい。例えば、受信機２０，４０は、無線信号における受信信号強度の平均値を用いて、状態（第１〜第３の状態の何れか）を判定する。また、受信機２０，４０は、第２又は第３の状態であると判定後に、無線信号における受信信号強度の平均値が、異なる範囲に属することとなった場合に、室内に存在する人Ｈの活動程度に変化があったと判定してもよい。
【００７２】  この他にも、状態判定や状態の変化を検知する際に、無線信号における受信信号強度の多く（例えば、過半数）がどの範囲に属するのかを用いてもよい。例えば、受信機２０，４０は、無線信号における受信信号強度のそれぞれが何れの範囲に多く属するかを用いて、状態（第１〜第３の状態の何れか）を判定する。また、受信機２０，４０は、第２又は第３の状態であると判定後に、無線信号における受信信号強度の多くが、異なる範囲に属することとなった場合に、室内に存在する人Ｈの活動程度に変化があったと判定してもよい。
【００７３】  また、上記実施形態では、専用の受信機２０，４０を用いる場合について説明したが、これら受信機２０，４０の動作を規定する動作プログラムを既存のパーソナルコンピュータや情報端末機器などに適用することで、当該パーソナルコンピュータなどを本発明に係る受信機２０，４０として機能させることも可能である。
【００７４】  また、このようなプログラムの配布方法は任意であり、例えば、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disk Read-Only Memory）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）、ＭＯ（Magneto Optical Disk）、メモリカードなどのコンピュータ読み取り可能な記録媒体に格納して配布してもよいし、インターネットなどの通信ネットワークを介して配布してもよい。
【００７５】  本発明は、広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施形態及び変形が可能とされるものである。また、上述した実施形態は、本発明を説明するためのものであり、本発明の範囲を限定するものではない。つまり、本発明の範囲は、実施形態ではなく、請求の範囲によって示される。そして、請求の範囲内及びそれと同等の発明の意義の範囲内で施される様々な変形が、本発明の範囲内とみなされる。
【産業上の利用可能性】
【００７６】  この発明は、空間内に人が存在するか否かだけでなく、存在する人の活動程度を含めた状態を検知できる状態検知システム、空調制御システム、及び、状態検知方法に採用され得る。
【符号の説明】
【００７７】１  状態検知システム、２  空調制御システム、１０，３０  送信機、２０，４０  受信機、２１，３１  アンテナ、２２，３２  無線回路、２３  受信信号強度測定回路、２４  状態判定部、２５  記憶部、２６  調整部、３３，４１  制御部、３４  温度センサ、３５  湿度センサ、３６  照度センサ、５０  空調機、６０  通信ケーブル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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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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【手続補正書】
【提出日】平成28年12月15日(2016.12.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明に係る状態検知システムは、
電波を送信する送信機と、送信される前記電波に起因したマルチパスの無線信号を受信する受信機とを備え、少なくとも前記受信機が検知対象となる空間内に配置された状態検知システムであって、
前記送信機は、
前記空間内における温度、湿度、及び、照度のうち何れかを含む環境情報を計測するセンサ機器であり、計測した前記環境情報を含めた前記無線信号を前記受信機に対して定期的に送信し、
前記受信機は、
一定間隔で複数回受信した前記無線信号における受信信号強度のばらつきに基づいて、前記空間内に人が不在な状態、及び、前記空間内に存在する人の活動程度が異なる複数の状態のうち、何れの状態であるかを判定する判定部、
を備える。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
本発明によれば、送信機は、空間内における温度、湿度、及び、照度のうち何れかを含む環境情報を計測するセンサ機器であり、計測した環境情報を含めた無線信号を受信機に対して定期的に送信する。そして、受信機は、判定部が、無線信号における受信信号強度のばらつきに基づいて、空間内に人が不在な状態、及び、空間内に存在する人の活動程度が異なる複数の状態のうち、何れの状態であるかを判定する。この結果、空間内に人が存在するか否かだけでなく、存在する人の活動程度を含めた状態を検知することができる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電波を送信する送信機と、送信される前記電波に起因したマルチパスの無線信号を受信する受信機とを備え、少なくとも前記受信機が検知対象となる空間内に配置された状態検知システムであって、
前記送信機は、
前記空間内における温度、湿度、及び、照度のうち何れかを含む環境情報を計測するセンサ機器であり、計測した前記環境情報を含めた前記無線信号を前記受信機に対して定期的に送信し、
前記受信機は、
一定間隔で複数回受信した前記無線信号における受信信号強度のばらつきに基づいて、前記空間内に人が不在な状態、及び、前記空間内に存在する人の活動程度が異なる複数の状態のうち、何れの状態であるかを判定する判定部、
を備える状態検知システム。
【請求項２】
前記判定部は、
前記受信信号強度の標準偏差に基づいて、前記空間内に人が不在な第１の状態、前記空間内に存在する人の活動程度が低い第２の状態、及び、前記空間内に存在する人の活動程度が高い第３の状態のうち、何れの状態であるかを判定する、
請求項１に記載の状態検知システム。
【請求項３】
前記受信機は、
前記受信信号強度の標準偏差の範囲をそれぞれ区分けする第１の閾値及び第２の閾値を記憶する記憶部を更に備え、
前記第１の閾値よりも前記第２の閾値の方が、ばらつきの大きい範囲を区分けするものであり、
前記判定部は、
前記無線信号における受信信号強度の標準偏差が、前記第１の閾値以下の範囲に属する場合に、前記第１の状態であると判定し、
前記無線信号における受信信号強度の標準偏差が、前記第１の閾値より大きく前記第２の閾値以下の範囲に属する場合に、前記第２の状態であると判定し、
前記無線信号における受信信号強度の標準偏差が、前記第２の閾値よりも大きい場合に、前記第３の状態であると判定し、
判定後に、前記無線信号における受信信号強度の標準偏差が、異なる範囲に属することとなった場合に、状態に変化があったと判定する、
請求項２に記載の状態検知システム。
【請求項４】
前記受信機は、
前記無線信号の受信信号強度の履歴に基づいて、前記記憶部に記憶される少なくとも前記第１の閾値を調整する調整部を更に備える、
請求項３に記載の状態検知システム。
【請求項５】
前記判定部は、
前記第２の状態又は前記第３の状態であると判定後に、前記無線信号における受信信号強度の標準偏差が、異なる範囲に属することとなった場合に、前記空間内に存在する人の活動程度に変化があったと判定する、
請求項３に記載の状態検知システム。
【請求項６】
前記判定部は、
状態を判定する際に、前記無線信号における受信信号強度の平均値が何れの範囲に属するかを更に用いるものであり、
前記第２の状態又は前記第３の状態であると判定後に、前記無線信号における受信信号強度の平均値が、異なる範囲に属することとなった場合に、前記空間内に存在する人の活動程度に変化があったと判定する、
請求項３に記載の状態検知システム。
【請求項７】
前記判定部は、
状態を判定する際に、前記無線信号における受信信号強度のそれぞれが何れの範囲に多く属するかを更に用いるものであり、
前記第２の状態又は前記第３の状態であると判定後に、前記無線信号における受信信号強度の多くが、異なる範囲に属することとなった場合に、前記空間内に存在する人の活動程度に変化があったと判定する、
請求項３に記載の状態検知システム。
【請求項８】
前記送信機と前記受信機は、データの送受信を行う通信システムである、
請求項１に記載の状態検知システム。
【請求項９】
前記受信機は、
空調機を制御することができる空調制御端末である、
請求項１に記載の状態検知システム。
【請求項１０】
電波を送信する送信機と、送信される前記電波に起因したマルチパスの無線信号を受信する受信機と、前記受信機に制御される空調機とを備え、少なくとも前記受信機及び前記空調機が空調対象となる空間内に配置された空調制御システムであって、
前記送信機は、
前記空間内における温度、湿度、及び、照度のうち何れかを含む環境情報を計測するセンサ機器であり、計測した前記環境情報を含めた前記無線信号を前記受信機に対して定期的に送信し、
前記受信機は、
一定間隔で複数回受信した前記無線信号における受信信号強度のばらつきに基づいて、前記空間内に人が不在な状態、及び、前記空間内に存在する人の活動程度が異なる複数の状態のうち、何れの状態であるかを判定する判定部と、
前記判定部に判定された状態に応じて、前記空調機を制御する制御部と、
を備える空調制御システム。
【請求項１１】
電波を送信する送信機と、送信される前記電波に起因したマルチパスの無線信号を受信する受信機とを備え、少なくとも前記受信機が検知対象となる空間内に配置されたシステムを用いた状態検知方法であって、
前記送信機により、前記空間内における温度、湿度、及び、照度のうち何れかを含む環境情報を計測するセンサ機器であり、計測した前記環境情報を含めた前記無線信号を前記受信機に対して定期的に送信する送信工程と、
前記受信機により、一定間隔で複数回受信した前記無線信号における受信信号強度のばらつきに基づいて、前記空間内に人が不在な状態、及び、前記空間内に存在する人の活動程度が異なる複数の状態のうち、何れの状態であるかを判定する判定工程と、
を備える状態検知方法。
【国際調査報告】
2016103394.tif 000014
2016103394.tif 000015
2016103394.tif 000016