(57)【要約】【課題】  ２周波ドップラ方式を利用して、複雑な挙動／反射面を有する人体などの物体の距離計測や検出を精度良く行うための技術を提供する。【解決手段】  ２周波ドップラ信号をそれぞれ短時間フーリエ変換し、短い時間窓でのスペクトルを得る。そして制約条件に基づいて、両スペクトルの波形が類似しているかどうかを判定し、類似している場合のみ、その時間窓のドップラ信号を距離算出に用いる。これにより位相情報の信頼性が低いドップラ信号は排除されるので、高精度な距離計測および物体検出が可能となる。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の周波数の送信波とその反射波とから第１のドップラ信号を得る第１のドップラ計測手段と、
第１の周波数とは異なる第２の周波数の送信波とその反射波とから第２のドップラ信号を得る第２のドップラ計測手段と、
第１のドップラ信号のスペクトルと第２のドップラ信号のスペクトルとが類似するかどうか判定する類似判定手段と、
類似と判定された場合に第１および第２のドップラ信号から反射対象物体までの距離を算出する距離算出手段と、
を備える２周波ドップラ測距装置。
【請求項２】
類似判定手段は、第１のドップラ信号のスペクトルのピーク値と第２のドップラ信号のスペクトルのピーク値とに基づいて両スペクトルの類似判定を行う請求項１記載の２周波ドップラ測距装置。
【請求項３】
類似判定手段は、第１のドップラ信号のスペクトルのピーク周波数と第２のドップラ信号のスペクトルのピーク周波数とを比較することによって両スペクトルの類似判定を行う請求項１または２記載の２周波ドップラ測距装置。
【請求項４】
類似判定手段は、短時間フーリエ変換によってドップラ信号のスペクトルを得る請求項１〜３のうちいずれか１項記載の２周波ドップラ測距装置。
【請求項５】
第１の周波数の送信波とその反射波とから第１のドップラ信号を取得し、
第１の周波数とは異なる第２の周波数の送信波とその反射波とから第２のドップラ信号を取得し、
第１のドップラ信号のスペクトルと第２のドップラ信号のスペクトルとが類似するかどうか判定し、
類似と判定された場合に第１および第２のドップラ信号から反射対象物体までの距離を算出する
２周波ドップラ測距方法。
【請求項６】
請求項１〜４のうちいずれか１項記載の２周波ドップラ測距装置と、
２周波ドップラ測距装置によって測定された入浴者までの距離に基づいて入浴者の入退室を判定する入退室判定手段と、
を備えた入浴者検出システム。
【請求項７】
第１のドップラ信号と第２のドップラ信号の少なくともいずれかの信号に基づいて入浴者の挙動を検出する挙動検出手段を備えた請求項６記載の入浴者検出システム。
【請求項８】
請求項１〜４のうちいずれか１項記載の２周波ドップラ測距装置を複数備えるとともに、
各２周波ドップラ測距装置によって測定された距離に基づいて、反射対象物体の２次元または３次元的位置を算出する位置算出手段を備える位置検出システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２周波のドップラ信号を用いて反射対象物体までの距離を測定する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
ドップラ効果とは、波源と反射対象物体が相対的に移動しているときに、波源から送信した送信波と物体で反射された反射波の周波数が変化する現象のことである。波源と物体が近づく時は周波数が高くなり、遠ざかる時は周波数が低くなる。この現象を利用した装置がドップラセンサであり、移動する物体の有無、あるいは、その物体の移動速度を検出する目的で利用されている。
【０００３】
２周波ドップラセンサ（２周波ドップラ測距装置）は、ドップラ計測を行うドップラモジュールを二重に備えた装置である。各モジュールは互いに異なる周波数ｆｔ１，ｆｔ２の連続波を用いて個別にドップラ信号を生成する。２つのドップラ信号波形の位相差は波の伝搬距離に比例して大きくなるため、その位相差を観測することで装置−物体間距離を測定することができる。
【０００４】
図１４は、理想的な測定環境で得られるドップラ信号の時間波形を示したものである。ドップラ信号の周期がＴ、両ドップラ信号の位相差（時間差）がτのとき、ターゲット距離ｌは次式により求まる。ただし、ｃは光速である。
【数１】
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【０００５】
従来、この方式のセンサは、主に車間距離の計測や障害物の検出を行うための車載センサなどに適用されており（特許文献１参照）、人体検出などの用途に適用された例はなかった。
【０００６】
【特許文献１】特開平８−１６６４４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
車両の速度変化は単調であり、また、反射対象物体となる隣接車両や障害物の反射面は単純な形状をしていることが多い。そのため、車載センサの場合には、図１５のような比較的きれいな波形のドップラ信号が観測され、高精度に距離を測定することが可能であった。
【０００８】
これに対し、人間の挙動は複雑であり前後左右に急激な速度変化を伴うこともある。また、身体の部位ごとに動きの方向（速度成分）が異なることも多い。しかも、人体の形状は複雑であり一様な反射面にならない。したがって、人体をターゲットとした場合には、多種多様な周波数の合成波が観測されることになり、図１６のようにドップラ信号波形が乱れてしまう。それゆえ、従来のように時間波形を解析するだけでは、正確な距離計測を行うことが困難であった。
【０００９】
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、２周波ドップラ方式を利用して、複雑な挙動／反射面を有する人体などの物体の距離計測や検出を精度良く行うための技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明の２周波ドップラ測距装置は、ドップラ信号の時間波形だけでなく、ドップラ信号のスペクトルの解析も行う。
【００１１】
理想的な測定環境下ではドップラ信号の周波数は１つであり、そのスペクトルは明瞭なピークを示す。このとき第１および第２のドップラ信号のスペクトルは略一致する。ところが、反射対象物体の挙動が複雑であったり、反射面の形状等が複雑であったりすると、ドップラ信号に様々な周波数成分が含まれ、スペクトルの波形歪み、ピーク双峰化、ピーク位置のズレなどが観測されるようになる。
【００１２】
そこで、本発明では、観測されたすべてのドップラ信号を距離計測に用いるのではなく、まず両観測波のスペクトルが類似しているか否かという条件で観測波を取捨選択し、スペクトルの類似している観測波だけを用いて距離の算出を行うようにする。これにより距離計測や検出の精度・信頼性を向上させることができる。
【００１３】
詳しくは、本発明の２周波ドップラ測距装置は、少なくとも第１のドップラ計測手段、第２のドップラ計測手段、類似判定手段および距離算出手段を備え、第１のドップラ計測手段により第１の周波数の送信波とその反射波とから第１のドップラ信号を取得し、第２のドップラ計測手段により第１の周波数とは異なる第２の周波数の送信波とその反射波とから第２のドップラ信号を取得し、類似判定手段により第１のドップラ信号のスペクトルと第２のドップラ信号のスペクトルとが類似するかどうか判定し、類似と判定された場合に距離算出手段により第１および第２のドップラ信号から反射対象物体までの距離を算出する。
【００１４】
類似判定の手法は以下のように種々のものが考えられる。
【００１５】
一つに、類似判定手段は、第１のドップラ信号のスペクトルのピーク値と第２のドップラ信号のスペクトルのピーク値とに基づいて両スペクトルの類似判定を行うことができる。
【００１６】
スペクトルのピーク値（振幅値）は、反射対象物体の反射断面積、距離、挙動などに依存して変動するため、同一の物体を捉えている場合には両スペクトルのピーク値は略等しくなるはずである。また、ピーク値が高いほど（ピークが明瞭なほど）、ドップラ信号の位相情報の信頼性は高いといえる。
【００１７】
そこでたとえば、両スペクトルのピーク値が所定のしきい値よりも大きく、または／かつ、両スペクトルのピーク値の差分が所定のしきい値よりも小さい場合に両スペクトルが類似すると判定し、そのときのドップラ信号の位相情報を距離の算出に用いれば、測距精度の向上を図ることができる。なお、ここでのしきい値は、反射対象物体の反射断面積、距離、挙動および要求される測距精度などを考慮して適宜設定すればよい。
【００１８】
また、類似判定手段は、第１のドップラ信号のスペクトルのピーク周波数と第２のドップラ信号のスペクトルのピーク周波数とを比較することによって両スペクトルの類似判定を行うことも好ましい。
【００１９】
スペクトルのピーク周波数は、反射対象物体の移動速度に依存して変動する。よって、
２周波の送信波および反射波が同一の伝搬経路を通り同一の反射対象物体を捉えている限り、両スペクトルのピーク周波数は一致するはずである。言い換えれば、ピーク周波数が異なる場合には、伝搬経路が異なるか反射対象物体が異なっていることになる。
【００２０】
そこでたとえば、両スペクトルのピーク周波数差が所定のしきい値よりも小さい、または、両スペクトルのピーク周波数が略一致する場合に両スペクトルが類似すると判定し、そのときのドップラ信号の位相情報を距離の算出に用いれば、測距精度の向上を図ることができる。なお、ここでのしきい値は、反射対象物体や波の伝搬経路および要求される測距精度などを考慮して適宜設定すればよい。
【００２１】
他にも、類似判定の手法として、両スペクトルの分散値を比較する手法、両スペクトル間の相関値を基準に判定する手法、両スペクトルの波形をパターンマッチングする手法などを採用することができるし、さらに他の手法を採用しても構わない。上述した類似判定手法を複数組み合わせて用いることも好ましい。
【００２２】
類似判定手段は、短時間フーリエ変換（ＳＴＦＴ；Short Time Fourier Transform）によってドップラ信号のスペクトルを得ることが好ましい。これにより短時間の時間波形のスペクトル解析が可能となるので、反射対象物体の挙動が複雑な場合であっても、時間波形に含まれる周波数成分を少なくすることができ、類似判定の信頼性および距離算出の精度を向上することができる。
【００２３】
以上述べた２周波ドップラ測距装置は、単純な挙動／反射面を有する車両などの物体のみならず、複雑な挙動／反射面を有する人体のような物体に対しても、高精度な距離計測および検出を行うことができるので、様々な検出システムに適用することが可能となる。
【００２４】
好ましい適用例として、たとえば、本発明の２周波ドップラ測距装置と、この２周波ドップラ測距装置によって測定された入浴者までの距離に基づいて入浴者の入退室を判定する入退室判定手段と、を備えた入浴者検出システムが想定される。
【００２５】
入浴者（動きの検出された反射対象物体）までの距離が分かれば、その者が浴室の内側にいるか外側にいるかを容易に判定することができ、自動的に入浴者の挙動監視の開始／終了の制御を行うことが可能となる。また従来は、入浴者自身にスイッチ操作を行わせたり、浴室ドアに在室センサを設けることで挙動監視の制御を行っていたため、スイッチの誤操作や配線施工の問題などが生じていたが、本発明の入浴者検出システムであればかかる問題は生じない。
【００２６】
ここで、第１のドップラ信号と第２のドップラ信号の少なくともいずれかの信号に基づいて入浴者の挙動を検出する挙動検出手段を備える構成も好ましい。これにより、測距機能と挙動検出機能とが同一のドップラ計測手段を用いて実現されるので、構成の簡易化・システムの小型化・コストの低減などが図られる。
【００２７】
他の適用例としては、本発明の２周波ドップラ測距装置を複数備えるとともに、各２周波ドップラ測距装置によって測定された距離に基づいて、反射対象物体の２次元または３次元的位置を算出する位置算出手段を備える位置検出システムが想定される。たとえば、２つの２周波ドップラ測距装置の設置間隔が既知であれば、三角測量の原理により反射対象物体の２次元的位置を算出できる。また３つの測距装置を用いれば同様にして反射対象物体の３次元的位置を算出可能である。かかる構成により、簡易な構成かつ低コストで高精度に位置検出の可能な位置検出システムを実現することができる。
【００２８】
さらに他の適用例としては、本発明の２周波ドップラ測距装置と、スキャンアンテナと
、２周波ドップラ測距装置によって測定された距離とスキャンアンテナのビーム方位とから反射対象物体の位置を算出する位置算出手段とを備える位置検出システムも想定される。
【００２９】
なお、本発明は、上記手段の少なくとも一部を有する２周波ドップラ測距装置、または、その装置を備える入浴者検出システムもしくは位置検出システムとして捉えることができる。また、本発明は、上記処理の少なくとも一部を含む２周波ドップラ測距方法、または、その方法を含む入浴者検出方法もしくは位置検出方法として捉えることもできる。上記手段および処理の各々は可能な限り互いに組み合わせて本発明を構成することができる。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、２周波ドップラ方式を利用して、複雑な挙動／反射面を有する人体などの物体の距離計測や検出を精度良く行うことができ、２周波ドップラ測距装置の適用範囲が拡大する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下に図面を参照して、この発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。
【００３２】
（２周波ドップラ測距装置）
図１は本発明の実施形態に係る２周波ドップラ測距装置の構成を示すブロック図である。
【００３３】
この２周波ドップラ測距装置１は、２つのドップラモジュール２，３と、ダイプレクサ４と、アンテナ５と、Ａ／Ｄ変換器６，７と、信号処理部８とを備える。
【００３４】
ドップラモジュール２は、第１の周波数ｆｔ１の送信波とその反射波とから第１のドップラ信号を得る第１のドップラ計測手段である。
【００３５】
ドップラモジュール２はサイン波などの連続波からなる送信波を生成する。この送信波はダイプレクサ４を介して送受兼用のアンテナ５から放射される。反射対象物体９で反射された反射波はアンテナ５で受信され、ダイプレクサ４を介してドップラモジュール２に入力される。ドップラモジュール２は、送信波の周波数と反射波（受信波）の周波数の差に当たる第１のドップラ信号を生成する。このドップラ信号は増幅された後、Ａ／Ｄ変換器６を介して信号処理部８に入力される。
【００３６】
ドップラモジュール３は、第２の周波数ｆｔ２の送信波とその反射波とから第２のドップラ信号を得る第２のドップラ計測手段である。第１の周波数ｆｔ１と第２の周波数ｆｔ２とが異なる以外、ドップラモジュール２，３の構成は同一である。なお、本実施形態では１０ＧＨｚ帯のマイクロ波を用い、周波数ｆｔ１とｆｔ２の差は数十ＭＨｚに設定した。
【００３７】
ダイプレクサ４は、周波数の異なる送信波／受信波が互いのドップラモジュール２／３に漏れ込まないようにするための周波数分離器である。これにより２つのドップラモジュール２，３は１つのアンテナ５を共用している。
【００３８】
ただし、周波数ｆｔ１とｆｔ２の差がドップラ信号の周波数に比べて十分大きい場合には、一方のモジュールの信号が他方のモジュールに漏れ込んだとしてもドップラ信号には大きな影響を与えない。この場合には、図２のようにダイプレクサを省略する構成としてもよい。
【００３９】
信号処理部８は、プログラムに従ってディジタル信号処理を行う回路である。信号処理部８は、主に、ドップラモジュール２，３から入力された２周波のドップラ信号のスペクトル解析処理、両ドップラ信号から反射対象物体９までの距離を算出する距離算出処理などを実行する。以下、これらの処理を詳しく説明する。
【００４０】
図３は、信号処理部８の処理の流れを示すフローチャートである。
【００４１】
信号処理部８は、ドップラモジュール２，３からそれぞれドップラ信号の時間波形を取得すると（ステップＳ１）、短時間フーリエ変換（ＳＴＦＴ）により、各ドップラ信号のスペクトル１０ａ，１０ｂ（図４参照）を生成する（ステップＳ２）。ＳＴＦＴを用いることにより短時間の時間波形のスペクトル解析が可能となるので、反射対象物体の挙動が複雑な場合であっても、時間波形に含まれる周波数成分を少なくすることができ、以降の類似判定の信頼性を向上することができる。特に人の動きは短時間に大きく変動するため、人体を測距対象とする際には０．２５〜０．５秒程度の短い時間窓を用いるとよい。
【００４２】
続いて、信号処理部８は、第１のドップラ信号のスペクトル１０ａと第２のドップラ信号のスペクトル１０ｂとが類似するかどうか判定する。本実施形態では、ピーク値およびピーク周波数に基づいて両スペクトル１０ａ，１０ｂの波形の類似判定を行う。
【００４３】
まず信号処理部８は、各スペクトル１０ａ，１０ｂのピーク周波数ｆａ，ｆｂを検出する（ステップＳ３）。ピーク検出手法としては、たとえば、スペクトルの振幅値が最大となる周波数をピーク周波数に選んでもよいし、あるいは、スペクトル波形の重心や分散などに基づいてピーク周波数を求めてもよい。
【００４４】
そして、信号処理部８は、各スペクトル１０ａ，１０ｂのピーク値Ｐａ，Ｐｂを取得するとともに、ピーク周波数差Δｆ（＝｜ｆａ−ｆｂ｜）を算出し、それらが次の２つの制約条件を同時満足するか調べることにより、スペクトルの類似判定を行う（ステップＳ４）。
・制約条件１：  ピーク値Ｐａ，Ｐｂ＞しきい値Ｐｔｈ
・制約条件２：  ピーク周波数差Δｆ＜しきい値ｆｔｈ
【００４５】
制約条件１は、両スペクトル１０ａ，１０ｂのピーク値Ｐａ，Ｐｂがともに所定のしきい値Ｐｔｈよりも大きい場合に両スペクトルが類似すると判定するものである。これは、各ドップラ信号が同一の物体の挙動を正しく反映している場合には、両スペクトル１０ａ，１０ｂのピーク値Ｐａ，Ｐｂが略等しくなるという性質に着目したものである。
【００４６】
また、本実施形態でしきい値Ｐｔｈによる条件判断を行ったのは、次の理由による。人体がたとえば前後に揺れるような振動運動をしている場合、運動方向の転換時（前→後／後→前）に、ドップラ信号の時間波形には図５に示すような位相反転部が出現する。この部分では他に比べてＳ／Ｎ比が低下し、位相情報の信頼性が低下するため、距離計測に用いる波形としては不適切である。一方、このような位相反転部では、スペクトルは明瞭なピークを形成せずピーク値レベルは小さくなる。そこで、スペクトルのピーク値がしきい値Ｐｔｈを上回るという条件を課すことで、位相反転部のような信頼性の低いドップラ波形を排除することができ、距離計測の精度を高めることができるのである。
【００４７】
制約条件２は、両スペクトル１０ａ，１０ｂのピーク周波数差Δｆが所定のしきい値ｆｔｈより小さい場合に、両スペクトルが類似すると判定するものである。これは、２周波の送信波および反射波が同一の伝搬経路を通り同一の物体を捉えている場合には、両スペクトル１０ａ，１０ｂのピーク周波数ｆａ，ｆｂが略等しくなるという性質に着目したも
のである。以下、詳しく説明する。
【００４８】
図６に示すように、壁で囲まれた室内や、周囲に反射体が散在するような場所では、２周波ドップラ測距装置１と反射対象物体９の間の電波の伝搬経路（パス）として、直線で結ばれる直接パスの他に、壁や反射体で反射されたのちに到達する複数のパスが存在する。
【００４９】
このようなマルチパス環境において２周波ドップラ測距装置１を使用する場合を考える。２周波ドップラ測距装置１のアンテナ５からは周波数の異なる２チャネルの電波（ｃｈ１，ｃｈ２）が送信され、それぞれのパスを通り反射対象物体９で反射された反射波がアンテナ５で受信される。この受信波は全パスの反射波の合成波となる。このとき、各パスの経路長が異なるため、反射波同士の位相が一致して互いに強め合ったり、逆に位相がズレて互いに弱め合ったりすることになる。
【００５０】
ここで、ｃｈ１の電波とｃｈ２の電波は周波数が異なるため、同じように反射波合成が行われるとは限らない。したがって、反射対象物体９の位置・動きによっては、図７に示すように、各チャネルのスペクトルピークが、異なる周波数に現れる。
【００５１】
各チャネルにおいて得られたドップラ信号の周波数が異なるということは、各チャネルにおいて反射対象物体９を異なる速度で検知したということを意味する。すなわち、反射対象物体９を同一方向からでなく、別々の方向からみており、異なるパスによって反射対象物体９を検知したことになる。このようなドップラ信号を基に測距計算を行ったとしても、精度の良い結果は得られない。
【００５２】
そこで本実施形態では、スペクトル波形において両チャネルのピーク周波数ｆａ，ｆｂの差異Δｆが所定のしきい値ｆｔｈよりも大きい場合に、その部分のドップラ信号を排除することで、距離計測の精度を高めているのである。
【００５３】
なお、しきい値ｆｔｈは要求される測距精度に応じて適宜設定すればよい。たとえば本実施形態では、図８に示すように、両チャネルのパスの角度が２５度以下、距離差（速度差）にして約１０％以下という要求精度を満足するために、しきい値ｆｔｈをピーク周波数ｆａの約１０％に設定した。
【００５４】
信号処理部８は、スペクトル１０ａ，１０ｂが上記制約条件１，２を同時満足しない場合には、その時間窓のドップラ信号を破棄し、再びステップＳ１に戻って次の時間窓のドップラ信号を取得する。
【００５５】
一方、制約条件をクリアした場合、信号処理部８は、その時間窓におけるドップラ信号の位相差に基づいて反射対象物体９までの距離を算出する（ステップＳ５）。短い時間窓のドップラ信号から距離算出を行うことで、時間波形に含まれる周波数成分を少なくすることができ、距離算出の基本精度を向上させることができる。この算出結果は一時的にメモリに格納される。
【００５６】
信号処理部８は、複数の時間窓について距離の算出を行った後、それらの算出結果を平均化して（ステップＳ６）、反射対象物体９までの距離を決定する（ステップＳ７）。平均化によりＳ／Ｎ比の向上が図られる。
【００５７】
以上述べた本実施形態によれば、スペクトルの類似しているドップラ信号だけを用いて距離の算出を行うので、単純な挙動／反射面を有する車両などの物体のみならず、複雑な挙動／反射面を有する人体などの物体に対しても、高精度な距離計測および検出を行うこ
とができる。
【００５８】
したがって、本実施形態の２周波ドップラ測距装置１は様々な検出システムに適用することが可能となる。以下にその適用例を挙げる。
【００５９】
（入浴者検出システム）
浴室内に設置される入浴者検出システム（以下、挙動監視センサという）は、入浴者の挙動を監視して浴室内の入浴者事故を防止するシステムである。挙動監視センサは入浴者の停止状態を検出し異常状態と判断するが、挙動監視センサを常時動作させておくと入浴者がいない時でも警報などを発生し誤報の原因となる。
【００６０】
そのため従来は、図９に示すように浴室の入り口１０２にスイッチ１０１を設けて入浴者自身に挙動監視センサ１００のＯＮ／ＯＦＦの切替を行わせるようにしたり、図１０に示すように入り口１０２に在室センサ１０４を設けて入浴者の入退室を検知するようにしていた（特開２００２−３１２８１５号公報参照）。
【００６１】
しかしながら、前者はスイッチ１０１の入れ忘れなどの誤操作の問題があり、後者は複数のセンサを使用するためコスト上の問題があった。またいずれの場合も、挙動監視センサ１００とスイッチ１０１／在室センサ１０４との間に配線１０３を設けなければならず、施工性が悪いという課題があった。
【００６２】
このような課題に対し、本実施形態では上述した２周波ドップラ測距装置１を挙動監視センサに適用する。図１１は、挙動監視センサの設置例を示している。
【００６３】
挙動監視センサ２０は、２周波ドップラ測距装置１で構成される距離検出部、および、距離検出部で検出された入浴者までの距離に基づいて入浴者の入退室を判定する入退室判定部を備える。また、挙動監視センサ２０は入浴者の挙動を検出する挙動検出部も備える。なお、入退室判定部および挙動検出部はいずれも図１の信号処理部８により実現される機能である。
【００６４】
距離検出部は常時動作状態にある。電波の届く範囲内に移動体（入浴者など）が進入するとドップラ信号が検出され、距離検出部は上述した２周波ドップラ測距方法により移動体までの距離を算出する。
【００６５】
続いて、入退室判定部が、移動体までの距離と監視距離（挙動監視センサ２０とドア２３の距離）とを比較し、その移動体が浴室外に存在するか浴室内に存在するか判定する。なお、監視距離は挙動監視センサ２０内の記憶部に予め設定されている値である。移動体が浴室内に存在する場合には、入退室判定部は挙動検出部の監視動作を開始させる。挙動検出部は、２周波ドップラ測距装置１で検出される２つのドップラ信号のいずれか一方を利用して入浴者２１の挙動検出を行う。
【００６６】
つまり、浴室の外側に入浴者２２がいる場合には監視動作はＯＦＦのままであり、ドア２３を開けて浴室内に入浴者２１が入室したときに自動的に監視動作がＯＮになるのである。そして、浴室内に（監視距離以下の範囲に）入浴者２１が存在する間は挙動検出部による監視動作が継続され、もし入浴者２１の挙動が一定時間検出されなければ異常状態と判断して警報や警告を発する。
【００６７】
また、入浴者２１までの距離が徐々に大きくなっていき、監視距離を超えた場合には、入退室判定部は入浴者が退室したものと判定し、挙動検出部の監視動作をＯＦＦにする。
【００６８】
以上述べた挙動監視センサ２０は２周波ドップラ方式による測距機能を有しているので、入浴者が浴室の内側にいるか外側にいるかを容易に判定することができ、入浴者の監視動作のＯＮ／ＯＦＦを自動で行うことが可能となる。したがって、誤操作や誤報などの問題がなくなり、入浴者挙動監視の信頼性を向上することができる。
【００６９】
また、スイッチや在室センサが不要となるため配線などがなくなり、施工性が良くなるとともに、浴室内の美感も損われない。
【００７０】
また、測距機能（入退室監視機能）と挙動検出機能とが同一のドップラモジュールを用いて実現されるので、構成の簡易化・システムの小型化・コストの低減などが図られる。
【００７１】
さらに、挙動検出の際に浴室外の外乱除去を行うようにすれば、誤報を低減することが可能となる。
【００７２】
（位置検出システムの実施例１）
図１２は、上述した２周波ドップラ測距装置を適用した位置検出システムを示している。
【００７３】
位置検出システム３０は、第１の２周波ドップラ測距装置３１と第２の２周波ドップラ測距装置３２と位置算出部３３とを備えて構成される。２周波ドップラ測距装置３１，３２は間隔ａを隔てて配置され、互いの測距エリアが交差するようにアンテナの指向性が設定されている。測距エリアの交差部分が移動体の検出エリアとなる。
【００７４】
検出エリア内に移動体（侵入者３４）が侵入すると、各２周波ドップラ測距装置３１，３２でドップラ信号が検出され、侵入者３４までの距離が測定される。それらの測距値は位置算出部３３に入力される。
【００７５】
位置算出部３３はそれらの測距値から侵入者３４の２次元的位置を算出する。図１２に示すように、第１の２周波ドップラ測距装置３１の測距値がｂ、第２の２周波ドップラ測距装置３２の測距値がｃであった場合には、侵入者３４の２次元的位置（ｘ，ｙ）は次式により算出される。
【数２】
2005091026.tif 000004
【００７６】
このような位置検出を繰り返し行うことで、侵入者３４の動線検知を行うことができる。
【００７７】
この位置検出システム３０はたとえばセキュリティセンサなどに好適に用いられる。警戒する建物への侵入経路に位置検出システム３０を設置し、侵入者の動線を検出することで、侵入者が所定の経路を通過して接近してきた際に警報を発したり、外部機器やセンタなどへ通報したりといった使用が考えられる。
【００７８】
以上述べた構成によれば、簡易な構成かつ低コストで高精度に位置検出の可能な位置検出システムを実現することができる。
【００７９】
なお、ここでは２台の２周波ドップラ測距装置を用いて移動体の２次元的位置を検出したが、３台以上の２周波ドップラ測距装置を組み合わせれば移動体の３次元的位置を検出することも可能である。
【００８０】
（位置検出システムの実施例２）
図１３は、上述した２周波ドップラ測距装置を適用した位置検出システムを示している。
【００８１】
位置検出システム４０はスキャンアンテナを備えており、照射ビーム方向を順次切り替えて監視エリアを走査する。２周波ドップラ測距装置はビーム方向毎に距離計測を行う。監視エリア内に移動体（侵入者４１）が侵入すると、２周波ドップラ測距装置でドップラ信号が検出され、侵入者４１までの距離が測定される。位置検出システム４０の位置算出部は、その測距値と照射ビーム方位とから侵入者４１の２次元的位置を算出する。
【００８２】
このような位置検出を繰り返し行うことで、侵入者４１の動線検知を行うことができる。この位置検出システム４０も、図１２の位置検出システム３０と同様、セキュリティセンサなどに好適に用いられる。
【００８３】
なお、上記実施形態は本発明の一具体例を例示したものにすぎない。本発明の範囲は上記実施形態に限られるものではなく、その技術思想の範囲内で種々の変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】本発明の実施形態に係る２周波ドップラ測距装置の構成を示すブロック図である。
【図２】２周波ドップラ測距装置の変形例を示すブロック図である。
【図３】信号処理部の処理の流れを示すフローチャートである。
【図４】２周波のドップラ信号のスペクトルを示す周波数波形図である。
【図５】ドップラ信号に現れる位相反転部を説明するための時間波形図である。
【図６】マルチパス環境を説明するための模式図である。
【図７】スペクトルピークが異なる周波数に現れた例を示す周波数波形図である。
【図８】スペクトルのピーク周波数差のしきい値の設定例を説明するための模式図である。
【図９】従来の挙動監視センサ（スイッチ型）の設置例を示す図である。
【図１０】従来の挙動監視センサ（在室センサ型）の設置例を示す図である。
【図１１】本発明の実施形態に係る挙動監視センサの設置例を示す図である。
【図１２】本発明の実施形態に係る位置検出システムの構成を示す図である。
【図１３】本発明の実施形態に係る位置検出システムの構成を示す図である。
【図１４】理想的な測定環境で得られる２周波ドップラ信号を示す時間波形図である。
【図１５】単純な挙動／反射面を有する物体で観測される２周波ドップラ信号を示す時間波形図である。
【図１６】複雑な挙動／反射面を有する物体で観測される２周波ドップラ信号を示す時間波形図である。
【符号の説明】
【００８５】
１  ２周波ドップラ測距装置
２，３  ドップラモジュール
４  ダイプレクサ
５  アンテナ
６，７  Ａ／Ｄ変換器
８  信号処理部
９  反射対象物体
１０ａ，１０ｂ  スペクトル
２０  挙動監視センサ
２１，２２  入浴者
２３  ドア
３０  位置検出システム
３１，３２  ２周波ドップラ測距装置
３３  位置算出部
３４  侵入者
４０  位置検出システム
４１  侵入者
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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