(57)【要約】【課題】特定エリアに向かって接近してくる検知対象と、特定エリアの近くを通過する検知対象とを区別することができる検知装置、およびプログラムを提供する。【解決手段】センサ１１は、動作モードとして、ＦＭＣＷ方式で動作する第１モードと、２チャンネルのドップラーセンサとして動作する第２モードとを切り替えることができる。動作モードが第１モードに設定された場合、判定部１２ｅは第１エリアにおける検知対象の有無を判定し、動作モードが第２モードに設定された場合、判定部１２ｅは第２エリアの検知対象が第１エリアに接近しているか否かを判定する。【選択図】図１
2016080509.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電波を送信し、検知対象で反射した電波を受信して、前記検知対象の状態に応じたセンサ信号を出力するセンサであって、動作モードとして、送信する電波の周波数を変化させて前記検知対象の有無の情報が含まれる前記センサ信号を出力する第１モードと、単一周波数の電波を送信して前記検知対象の接近または離脱の情報が含まれる前記センサ信号を出力する第２モードとを切り替えることができるセンサと、
前記センサ信号に基づいて前記検知対象の状態を判定する判定部と、
前記判定部の判定結果に基づく信号を出力する出力部と、
前記検知対象の状態に応じて前記動作モードを設定するセンサ制御部とを備え、
前記動作モードが前記第１モードに設定された場合、前記判定部は第１エリアにおける前記検知対象の有無を判定し、前記動作モードが前記第２モードに設定された場合、前記判定部は第２エリアに存在する前記検知対象が前記第１エリアに接近しているか否かを判定する
ことを特徴とする検知装置。
【請求項２】
前記動作モードが前記第１モードに設定された場合、前記センサは、周波数変調した連続波の電波を送信して、送信した電波と受信した電波とに基づくビート信号を前記センサ信号として出力することを特徴とする請求項１記載の検知装置。  
【請求項３】
前記動作モードが前記第２モードに設定された場合、前記センサは、単一周波数の電波を送信して、Ｉ信号およびＱ信号からなる前記センサ信号を出力するドップラーセンサとして動作することを特徴とする請求項１または２記載の検知装置。
【請求項４】
前記センサは、前記動作モードとして、送信する電波の周波数を変化させて前記検知対象までの距離の情報が含まれる前記センサ信号を出力する第３モードをさらに有し、
前記第２エリアは、前記第１エリアの外側に隣接して設定され、
前記判定部が前記第１エリアおよび前記第２エリアに前記検知対象がないと判定している場合、前記センサ制御部は、前記動作モードを前記第２モードに設定し、
前記動作モードが前記第２モードに設定された場合、前記判定部は、前記第２エリアに存在する前記検知対象が前記第１エリアに接近しているか否かを判定し、前記判定部が前記第２エリアにおける前記検知対象の接近を検知した場合、前記センサ制御部は、前記動作モードを前記第３モードに設定し、
前記動作モードが前記第３モードに設定された場合、前記判定部は、前記検知対象までの距離に基づいて前記検知対象が前記第２エリアから前記第１エリアに進入したか否かを判定し、前記判定部が前記第２エリアから前記第１エリアに前記検知対象が進入したと判定した場合、前記センサ制御部は、前記動作モードを前記第１モードに設定し、
前記動作モードが前記第１モードに設定された場合、前記判定部は、前記第１エリア内における前記検知対象の有無を判定する
ことを特徴とする請求項１乃至３いずれか記載の検知装置。
【請求項５】
前記動作モードが前記第３モードに設定された場合、前記センサは、周波数変調した連続波の電波を送信して、送信した電波と受信した電波とに基づくビート信号を前記センサ信号として出力することを特徴とする請求項４記載の検知装置。
【請求項６】
前記動作モードが前記第３モードに設定された場合、前記センサは、異なる２つの周波数の電波を送信して、前記２つの周波数の電波のそれぞれのドップラー信号の位相差を示す前記センサ信号を出力することを特徴とする請求項４記載の検知装置。
【請求項７】
前記判定部は、前記センサの検知エリアの環境に応じて、前記第１エリアの範囲を変化させることを特徴とする請求項１乃至６いずれか記載の検知装置。
【請求項８】
前記センサ制御部は、前記センサの検知エリアが特定の環境である場合、前記動作モードに前記第１モードを設定することを特徴とする請求項１乃至７いずれか記載の検知装置。
【請求項９】
コンピュータを、請求項１乃至８いずれか記載の検知装置として機能させることを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に検知装置、およびプログラム、より詳細には検知対象の状態を検知する検知装置、およびプログラムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電波を送受信するセンサを備えた検知装置がある。この検知装置は、電波を送信し、検知対象からの反射波を受信する（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１の検知装置は、ＦＭＣＷ（Frequency-Modulated Continuous-Wave）方式を用いており、送信する電波の変調周波数を変化させることができる。そして、検知装置は、送信信号と受信信号とのビート信号を高速フーリエ変換して検知対象の検知処理を行う。この検知装置は、検知対象との距離に基づいて掃引周波数幅を決めている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２３６１６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の検知装置は、検知対象までの距離、検知対象の速度を検知する。しかしながら、特許文献１の検知装置では、特定エリアに向かって接近してくる検知対象と、特定エリアの近くを横切って通過する検知対象とを区別できなかった。すなわち、従来の検知装置では、特定エリアの近くを横切って通過する検知対象を誤検知することがあった。
【０００６】
本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、特定エリアに向かって接近してくる検知対象と、特定エリアの近くを通過する検知対象とを区別することができる検知装置、およびプログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の検知装置は、電波を送信し、検知対象で反射した電波を受信して、前記検知対象の状態に応じたセンサ信号を出力するセンサであって、動作モードとして、送信する電波の周波数を変化させて前記検知対象の有無の情報が含まれる前記センサ信号を出力する第１モードと、単一周波数の電波を送信して前記検知対象の接近または離脱の情報が含まれる前記センサ信号を出力する第２モードとを切り替えることができるセンサと、前記センサ信号に基づいて前記検知対象の状態を判定する判定部と、前記判定部の判定結果に基づく信号を出力する出力部と、前記検知対象の状態に応じて前記動作モードを設定するセンサ制御部とを備え、前記動作モードが前記第１モードに設定された場合、前記判定部は第１エリアにおける前記検知対象の有無を判定し、前記動作モードが前記第２モードに設定された場合、前記判定部は第２エリアに存在する前記検知対象が前記第１エリアに接近しているか否かを判定することを特徴とする。
【０００８】
本発明のプログラムは、コンピュータを検知装置として機能させることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
以上説明したように、本発明では、特定エリアに向かって接近してくる検知対象と、特定エリアの近くを通過する検知対象とを区別することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施形態における検知装置の構成を示すブロック図である。
【図２】実施形態における検知エリアの構成を示す平面図である。
【図３】実施形態におけるＦＭＣＷ方式の説明図である。
【図４】実施形態における２周波数のＦＳＫ方式の説明図である。
【図５】図５Ａ、図５Ｂ、図５Ｃ  実施形態における平滑化、規格化の各処理の説明図である。
【図６】実施形態における平滑化の処理の説明図である。
【図７】実施形態における動作モード設定を示すフローチャートである。
【図８】実施形態における動作モード設定を示すフローチャートである。
【図９】実施形態における動作モード設定を示すフローチャートである。
【図１０】実施形態における検知エリアに対する人体の移動を示す説明図である。
【図１１】実施形態における検知エリアに対する人体の移動を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本実施形態の検知装置１のブロック構成を図１に示す。検知装置１は、センサ１１と、信号処理部１２とを備える。本実施形態の検知装置１は、戸建住宅、集合住宅の住戸等の玄関前、事務所、工場等の入口前に光を照射する照明装置２と組み合わせて用いられる。検知装置１は、玄関前の人体２００等の検知対象の状態（接近、離脱、距離、滞在等）を判定し、照明装置２は、検知対象の状態の判定結果に応じて点灯状態が制御される。なお、検知装置１が組み合わされる機器は、照明装置２以外に、デジタルサイネージ（Digital Signage）、自動販売機等であってもよく、機器の種類は限定されない。また、制御内容も、照明の点灯制御に限定されず、スリープ状態からの起動制御等の他の制御内容であってもよい。
【００１２】
センサ１１は、玄関前に向けて電波を送信し、図２に示す検知エリア１００内の検知対象で反射された電波を受信して、検知対象の状態に応じたセンサ信号を出力する。検知エリア１００は、センサ１１の送信電波が到達する範囲である。なお、図２では、送信電波の到達範囲である検知エリア１００を半円状としているが、玄関構造、玄関の周囲の構造物、センサ１１の配置等によって、検知エリア１００は半円状以外になる場合があり、検知エリア１００の形状は半円状に限定されるものではない。
【００１３】
センサ１１は、送信制御部１１ａ、送信部１１ｂ、送信アンテナ１１ｃ、受信アンテナ１１ｄ、受信部１１ｅを備える。
【００１４】
送信部１１ｂは、送信アンテナ１１ｃを介して電波を送信する。送信制御部１１ａは、送信部１１ｂが送信する電波の周波数、送信タイミング等を制御する。送信部１１ｂが送波する電波は、１０ＧＨｚ〜３０ＧＨｚの準ミリ波であることが好ましい。なお、送信部１１ｂが送波する電波は、準ミリ波に限らず、ミリ波、マイクロ波でもよい。また、送信部１１ｂが送波する電波の周波数の値は、特に限定するものではない。
【００１５】
受信部１１ｅは、受信アンテナ１１ｄを介して、検知エリア１００内の人体２００等の検知対象で反射された電波を受信し、検知対象の状態に応じたセンサ信号を出力する。
【００１６】
センサ１１は、動作モードとして、第１モード、第２モード、および第３モードのいずれかに設定される。
【００１７】
第１モードに設定されたセンサ１１は、送信する電波の周波数を時間の経過に伴って変化させて人体２００等の検知対象の有無の情報が含まれるセンサ信号を出力する。
【００１８】
具体的に第１モードにおいて、センサ１１は、ＦＭＣＷ（Frequency-Modulated Continuous-Wave）方式を用いる。第１モードでは図３に示すように、送信制御部１１ａが、送信部１１ｂが送信する電波の周波数（送信周波数）ｆｓを上昇させた後に下降させるスイープ処理を繰り返す。送信周波数ｆｓには、掃引周波数幅Δｆａ、掃引時間Ｔ１が設定される。
【００１９】
センサ１１と検知対象との間の距離をＬ、光速をＣとすると、受信部１１ｅは、Ｔ２＝２Ｌ／Ｃ後に反射波を受信する（図３）。反射波の周波数（受信周波数）ｆｒは、送信周波数ｆｓと同様に、掃引周波数幅Δｆａ、掃引時間Ｔ１で変化する。そして第１モードでは、受信部１１ｅが、送信周波数ｆｓと受信周波数ｆｒとの周波数差に等しい周波数ｆｂのビート信号を生成して、センサ信号として出力する。ビート信号の周波数ｆｂは、ｆｂ＝［（Δｆａ・２Ｌ）／（Ｃ・Ｔ１）］となる。而して、検知対象までの距離Ｌは、Ｌ＝（ｆｂ・Ｃ・Ｔ１）／（２・Δｆａ）となる。したがって、検知装置１は、距離Ｌの情報に基づいて、あるエリア内における人体２００の有無を判定することができる。
【００２０】
第２モードに設定されたセンサ１１は、単一周波数の電波を送信して人体２００等の検知対象の接近または離脱の情報が含まれるセンサ信号を出力する。
【００２１】
具体的に第２モードにおいて、センサ１１は、２チャンネルのドップラーセンサとして動作する。第２モードでは、送信制御部１１ａが、単一周波数の電波を送信部１１ｂから送信させる。すなわち、送信周波数は一定となる。送信電波は検知対象で反射し、受信部１１ｅは、この反射波を受信する。電波を反射した検知対象が検知エリア１００内を移動している場合、ドップラー効果によって反射波の周波数（受信周波数）がシフトする。第２モードでは、受信部１１ｅが、受信した電波信号を直交検波することで、位相差がπ／２となるＩ（Ｉｎ−ｐｈａｓｅ）信号およびＱ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ−ｐｈａｓｅ）信号を生成し、Ｉ信号およびＱ信号をセンサ信号として出力する。そして、検知対象がセンサ１１に接近している場合、Ｉ信号がＱ信号よりπ／２進み、検知対象がセンサ１１から離れている場合、Ｉ信号がＱ信号よりπ／２遅れる。したがって、検知装置１は、第２モードのセンサ１１によって、人体２００の接近または離脱を判定できる。
【００２２】
第３モードに設定されたセンサ１１は、送信する電波の周波数を時間の経過に伴って変化させて人体２００等の検知対象までの距離の情報が含まれるセンサ信号を出力する。
【００２３】
具体的に第３モードにおいて、センサ１１は、２周波数のＦＳＫ（Frequency Shift Keying）方式を用いる。第３モードでは、送信制御部１１ａが、送信周波数を第１送信周波数ｆ１、第２送信周波数ｆ２（＝ｆ１＋Δｆｃ）を交互に切り替えて、電波を送信する。送信電波は検知対象で反射し、受信部１１ｅは、この反射波を受信する。電波を反射した検知対象が検知エリア１００内を移動している場合、ドップラー効果によって反射波の周波数（受信周波数）がシフトする。第３モードでは、送信周波数が第１送信周波数に設定されているときに、受信部１１ｅが送信周波数と受信周波数との差分を示す第１ドップラー信号Ｙ１を生成する（図４）。また、第３モードでは、送信周波数が第２送信周波数に設定されているときに、受信部１１ｅが送信周波数と受信周波数との差分を示す第２ドップラー信号Ｙ２を生成する（図４）。そして、第１ドップラー信号Ｙ１と第２ドップラー信号Ｙ２との位相差をΔφとすると、Δφ＝４π・Δｆｃ・Ｌ／Ｃとなる。而して、検知対象までの距離Ｌは、Ｌ＝（Δφ・Ｃ）／（４π・Δｆｃ）となる。したがって、検知装置１は、距離Ｌの情報に基づいて、人体２００までの距離を判定することができる。
【００２４】
上述のように、送信制御部１１ａおよび受信部１１ｅは、センサ１１に設定された動作モードに応じて動作を切り替える。センサ１１は、信号処理部１２の後述のセンサ制御部１２ｇによって、動作モードが設定される。
【００２５】
信号処理部１２は、センサ１１から出力されるセンサ信号を信号処理する機能を有する。信号処理部１２は、増幅部１２ａ、Ａ／Ｄ変換部１２ｂ、周波数分析部１２ｃ、補正部１２ｄ、判定部１２ｅ、データベース１２ｆ、センサ制御部１２ｇ、出力部１２ｈを備える。
【００２６】
増幅部１２ａは、センサ１１から出力されたセンサ信号を増幅する。増幅部１２ａは、例えば、オペアンプを用いた増幅器により構成することができる。Ａ／Ｄ変換部１２ｂは、増幅部１２ａによって増幅されたセンサ信号をディジタルのセンサ信号に変換して出力する。
【００２７】
周波数分析部１２ｃは、Ａ／Ｄ変換部１２ｂから出力されるセンサ信号を周波数領域のセンサ信号（周波数軸信号）に変換し、周波数帯域の異なるフィルタバンク９ａ（図５Ａ参照）の群におけるフィルタバンク９ａ毎の信号として抽出する。周波数分析部１２ｃは、フィルタバンク９ａの群として、規定数（例えば、１６個）のフィルタバンク９ａを設定してあるが、フィルタバンク９ａの個数は特に限定するものではない。
【００２８】
周波数分析部１２ｃは、Ａ／Ｄ変換部１２ｂから出力されるセンサ信号に離散コサイン変換（Discrete Cosine Transform：ＤＣＴ）を行うことで周波数領域のセンサ信号に変換する。また、図５Ａに示すように、各フィルタバンク９ａの各々は、複数（図示例では、５個）の周波数ビン（frequency bin）９ｂを有している。ＤＣＴを利用したフィルタバンク９ａの周波数ビン９ｂは、ＤＣＴビンとも呼ばれる。フィルタバンク９ａは、周波数ビン９ｂの幅により分解能が決まる。フィルタバンク９ａのそれぞれにおける周波数ビン９ｂの数は、特に限定するものではなく、５個以外の複数でもよいし、１個でもよい。Ａ／Ｄ変換部１２ｂから出力されるセンサ信号を周波数領域のセンサ信号に変換する直交変換は、ＤＣＴに限らず、例えば、高速フーリエ変換（Fast Fourier Transformation：ＦＦＴ）でもよい。また、Ａ／Ｄ変換部１２ｂから出力されるセンサ信号を周波数領域のセンサ信号に変換する直交変換は、ウェーブレット変換（Wavelet Transform：ＷＴ）でもよい。
【００２９】
補正部１２ｄは、規格化部１２１、平滑部１２２、背景信号推定部１２３、背景信号除去部１２４を備える。
【００３０】
規格化部１２１は、周波数分析部１２ｃが出力するセンサ信号を規格化する。規格化部１２１は、周波数分析部１２ｃにより抽出された全てのフィルタバンク９ａそれぞれの信号強度の総和で、フィルタバンク９ａそれぞれを通過したセンサ信号の強度を規格化する。あるいは、規格化部１２１は、複数（例えば、低周波側の４個）のフィルタバンク９ａの各信号強度の総和で、フィルタバンク９ａそれぞれを通過したセンサ信号の強度を規格化する。
【００３１】
平滑部１２２は、以下の２つの平滑機能のうち、少なくとも一方を有する。第１の平滑機能は、フィルタバンク９ａのそれぞれにおいて、信号強度を周波数領域（周波数軸方向）において平滑する機能である。第２の平滑機能は、フィルタバンク９ａのそれぞれにおいて、信号強度を時間軸方向において平滑する機能である。信号処理部１２は、平滑部１２２の平滑機能によって雑音の影響を低減することが可能となる。平滑部１２２が第１の平滑機能および第２の平滑機能の両方を備えていれば、雑音の影響をより低減することが可能となる。
【００３２】
第１の平滑機能は、例えば、平均値フィルタ、荷重平均フィルタ、メジアンフィルタ、荷重メジアンフィルタなどにより実現でき、この第１の平滑化処理機能を平均値フィルタにより実現したとする。そして、図５Ａに示すように、周波数が最も低い１番目のフィルタバンク９ａの５個の周波数ビン９ｂそれぞれにおける信号強度がｓ１、ｓ２、ｓ３、ｓ４、ｓ５であるとする。このフィルタバンク９ａについてみれば、平滑部１２２によって平滑処理された信号強度をｍ１（図５Ｂ参照）とすると、
ｍ１＝（ｓ１＋ｓ２＋ｓ３＋ｓ４＋ｓ５）／５
となる。
【００３３】
同様に、２番目のフィルタバンク９ａ、３番目のフィルタバンク９ａ、４番目のフィルタバンク９ａ、および５番目のフィルタバンク９ａの信号強度は、図５Ｂに示すように、それぞれ、ｍ２、ｍ３、ｍ４、およびｍ５となる。
【００３４】
また、第２の平滑機能は、例えば、平均値フィルタ、荷重平均フィルタ、メジアンフィルタ、荷重メジアンフィルタなどにより実現できる。そして、平滑部１２２は、フィルタバンク９ａのそれぞれの信号に対して第１の平滑機能により平滑処理を行い、さらに第２の平滑機能によって平滑処理を行うものとする。この場合、図６に示すように、時間ｔ０，ｔ１，ｔ２に第１の平滑機能によって平滑処理された１番目のフィルタバンク９ａの信号強度をｍ１０，ｍ１１，ｍ１２とすると、平滑部１２２の第２の平滑機能によって平滑処理された信号強度ｍ１は、
ｍ１＝（ｍ１０＋ｍ１１＋ｍ１２）／３
となる。この第２の平滑機能は、時間軸方向の複数点（例えば３点）での平均値を求める平均値フィルタにより実現されている。
【００３５】
同様に、２番目〜５番目のフィルタバンク９ａの各信号強度ｍ２〜ｍ５は、
ｍ２＝（ｍ２０＋ｍ２１＋ｍ２２）／３
ｍ３＝（ｍ３０＋ｍ３１＋ｍ３２）／３
ｍ４＝（ｍ４０＋ｍ４１＋ｍ４２）／３
ｍ５＝（ｍ５０＋ｍ５１＋ｍ５２）／３
となる。
【００３６】
規格化部１２１では、判定部１２ｅにおいて判定処理に利用する複数のフィルタバンク９ａの各信号強度の総和で、フィルタバンク９ａそれぞれの信号強度を規格化する。ここでは、例えば、周波数分析部１２ｃにおけるフィルタバンク９ａの総数が１６個であり、判定処理に利用される複数のフィルタバンク９ａが、周波数の低い方から１〜５番目のフィルタバンク９ａのみであるとして説明する。１番目のフィルタバンク９ａの信号強度ｍ１の規格化強度をｎ１（図５Ｃ参照）とすると、規格化強度ｎ１は、規格化部１２１において、
ｎ１＝ｍ１／（ｍ１＋ｍ２＋ｍ３＋ｍ４＋ｍ５）
の演算により求められる。
【００３７】
同様に、２番目〜５番目のフィルタバンク９ａの各規格化強度ｎ２〜ｎ５は、以下のようになる。
ｎ２＝ｍ２／（ｍ１＋ｍ２＋ｍ３＋ｍ４＋ｍ５）
ｎ３＝ｍ３／（ｍ１＋ｍ２＋ｍ３＋ｍ４＋ｍ５）
ｎ４＝ｍ４／（ｍ１＋ｍ２＋ｍ３＋ｍ４＋ｍ５）
ｎ５＝ｍ５／（ｍ１＋ｍ２＋ｍ３＋ｍ４＋ｍ５）
また、信号処理部１２は、背景信号を推定する推定期間と、判定処理を行う判定期間とを交互に切り替える。推定期間において、背景信号推定部１２３は背景信号を推定する。判定期間において、背景信号除去部１２４が背景信号を除去してから、判定部１２ｅが判定処理を行う。推定期間と判定期間とは、同じ時間長さ（例えば、３０秒）に限らず、互いに異なる時間長さでもよい。
【００３８】
具体的に、背景信号推定部１２３は、フィルタバンク９ａそれぞれの信号に含まれている背景信号（雑音、あるいは検出対象以外の要因によってセンサ信号に含まれる信号成分）を推定する。背景信号推定部１２３は、推定期間においてセンサ１１の動作モードを第１モード、第２モード、第３モードに順に切り替える。そして、背景信号推定部１２３は、動作モード毎にフィルタバンク９ａそれぞれについて得られた信号を、フィルタバンク９ａ毎の背景信号であると推定して、動作モード毎の背景信号のデータを随時更新する。背景信号除去部１２４は、判定期間において、フィルタバンク９ａのそれぞれの信号から、その時に設定されている動作モードの背景信号を除去する。
【００３９】
ところで、検知装置１の周囲環境によっては、比較的大きな背景信号が含まれる周波数ビン９ｂが既知である場合がある。例えば、検知装置１の周辺に、商用電源から電源供給される機器が存在しているとする。この場合、商用電源周波数（例えば、６０Ｈｚ）の高調波成分（例えば、６０Ｈｚ、１２０Ｈｚ等）を含む周波数ビン９ｂの信号には、比較的大きな背景信号が含まれる可能性が高い。
【００４０】
そこで、背景信号除去部１２４は、背景信号が定常的に含まれる周波数ビン９ｂを特定周波数ビンとする。そして、背景信号除去部１２４は、特定周波数ビンの信号を無効とし、この特定周波数ビンの両側の２個の周波数ビン９ｂの信号強度から推定した信号で、特定周波数ビンの信号を補完する。したがって、背景信号除去部１２４は、定常的に発生する特定周波数の背景信号を低減することができる。
【００４１】
また、背景信号除去部１２４は、周波数領域（周波数軸上）において背景信号を濾波することで背景信号を除去する適応フィルタ（Adaptive filter）を用いることもできる。この種の適応フィルタとしては、ＤＣＴを用いた適応フィルタ（Adaptive filter using Discrete Cosine Transform）が好ましい。この場合、適応フィルタの適応アルゴリズムとしては、ＤＣＴのＬＭＳ（Least Mean Square）アルゴリズムを用いればよい。また、適応フィルタは、ＦＦＴを用いた適応フィルタでもよい。この場合、適応フィルタの適応アルゴリズムとしては、ＦＦＴのＬＭＳアルゴリズムを用いればよい。
【００４２】
上述のように、周波数分析部１２ｃが出力するセンサ信号は、補正部１２ｄによって規格化、平滑化され、さらに背景信号を除去されて、判定部１２ｅに入力される。
【００４３】
判定部１２ｅは、近傍検知部１２５、認識部１２６、測距部１２７を備えて、入力されたセンサ信号に基づいて、人体２００等の検知対象の状態を判定する判定処理を行う。判定部１２ｅは、主に人体２００を検出対象とするが、雨等の他の移動体を検出対象とすることもできる。
【００４４】
近傍検知部１２５は、センサ１１の動作モードが第１モードに設定された場合に、入力されたセンサ信号に基づいて、センサ１１近傍における人体２００等の検知対象の有無を判定する判定処理を行う。近傍検知部１２５は、検知対象までの距離情報に基づいて、センサ１１近傍における検知対象の有無を判定する。
【００４５】
認識部１２６は、センサ１１の動作モードが第２モードに設定された場合に、入力されたセンサ信号の周波数分布に基づいて、人体２００等の検知対象の状態を判定する判定処理を行う。認識部１２６は、例えば主成分分析（principal component analysis）によるパターン認識処理を行うことによって、人体２００等の検知対象の状態を判定する。この場合、認識部１２６は、主成分分析を用いた認識アルゴリズムに従って動作する。このような認識部１２６を採用するには、検知対象の状態のそれぞれに対応したサンプルデータをデータベース１２ｆに予め記憶させておく。サンプルデータには、例えば、検知エリア１００に人体２００が存在しない場合のサンプルデータ、検知エリア１００内の人体２００の状態（接近、離脱）に対応するサンプルデータ、雨が降っているときのサンプルデータ等がある。データベース１２ｆに記憶させておくサンプルデータは、パターン認識に利用するデータであり、検出対象の状態と射影ベクトルおよび判別境界値とを対応付けたカテゴリデータである。
【００４６】
認識部１２６は、入力されたセンサ信号をサンプルデータと照合することによって検知対象の状態を判定する判定処理を行う。認識部１２６は、検知対象の状態毎に異なるサンプルデータをデータベース１２ｆから取得して、検知対象毎に認識処理を行うことができる。
【００４７】
認識部１２６は、主成分分析によるパターン認識処理によって検知対象の状態を判定するものに限らず、例えば、ＫＬ（Karhunen Loeve）変換によるパターン認識処理によって検知対象の状態を判定してもよい。
【００４８】
また、認識部１２６は、入力されたセンサ信号の成分比を検出データとし、この検出データをサンプルデータと照合することによって、検知対象の状態を判定する認識処理を行ってもよい。この場合、認識部１２６は、例えば重回帰分析による認識処理を用いることによって、検知対象の状態を判定する。
【００４９】
測距部１２７は、センサ１１の動作モードが第３モードに設定された場合に、検知対象である人体２００までの距離を閾値と比較することで、人体２００までの距離を判定する。
【００５０】
そして、出力部１２ｈは、判定部１２ｅの判定結果に基づいて、照明装置２を点灯または消灯させる制御信号を出力する。照明装置２は、制御信号に基づいて点灯または消灯して、玄関前の照明制御が行われる。
【００５１】
センサ制御部１２ｇは、センサ１１の動作モードを設定する。以下、センサ制御部１２ｇによるセンサ１１の動作モードの設定処理について、図７〜図９のフローチャートを用いて説明する。
【００５２】
検知エリア１００は、図２に示すように、玄関前に設置されたセンサ１１を中心として半径Ｒ１の半円状に形成された第１エリア１０１と、第１エリア１０１の外側に形成された残りのエリアである第２エリア１０２とで構成される。そして、第２エリア１０２には、センサ１１を中心として半径Ｒ２の半円弧状に形成された境界線Ｗ１が設定されている。照明装置２は、人体２００が境界線Ｗ１より内側に存在する場合に点灯して、人体２００へ照明光を照射する。さらに、照明装置２は、人体２００が境界線Ｗ１より外側に存在する場合に消灯する。
【００５３】
そして、検知装置１は、第１エリア１０１（特定エリア）に向かって接近してくる人体２００と、第１エリア１０１の近くを通過する人体２００とを区別し、さらに第１エリア１０１に存在する人体２００の有無を検知する。
【００５４】
まず、検知装置１では、起動時、または検知エリア１００内に人体２００が存在しない場合、センサ制御部１２ｇがセンサ１１の動作モードを第２モードに設定する（Ｓ１）。第２モードに設定されたセンサ１１は、２チャンネルのドップラーセンサとして動作する。さらにセンサ制御部１２ｇは、動作モードが第２モードであることを判定部１２ｅに通知する。
【００５５】
判定部１２ｅでは、第２モードに設定されたことを通知されると、認識部１２６が、センサ信号の周波数分布に基づく認識処理を実行する。まず、認識部１２６は、検知エリア１００の環境を判定するために、検知エリア１００内の検知対象に「雨」を設定する（Ｓ２）。この場合の環境とは、雨の有無である。認識部１２６は、雨を検知しない場合、第２エリア１０２に進入した人体２００が第１エリア１０１に接近しているか否かを判定する（Ｓ３）。そして、人体２００が第１エリア１０１に接近していることを認識部１２６が検知した場合、センサ制御部１２ｇはセンサ１１の動作モードを第３モードに設定する（Ｓ４）。第３モードに設定されたセンサ１１は、２周波数のＦＳＫ方式を用いる。さらにセンサ制御部１２ｇは、動作モードが第３モードであることを判定部１２ｅに通知する。また、ステップＳ３において、人体２００が第１エリア１０１に接近していることを認識部１２６が検知しなかった場合、ステップＳ２に戻る。
【００５６】
判定部１２ｅでは、第３モードに設定されたことを通知されると、測距部１２７が、第２エリア１０２に存在している人体２００までの距離を半径Ｒ２と比較することで、この人体２００が境界線Ｗ１より内側に進入したか否かを判定する（Ｓ５）。ステップＳ５における判定処理は、人体２００が境界線Ｗ１より内側に進入しなければ、人体２００は来訪者ではないとみなして、ステップＳ１に戻る。人体２００が境界線Ｗ１より内側に進入したことを測距部１２７が検知した場合、出力部１２ｈは、点灯を指示する制御信号（点灯信号）を照明装置２へ出力して、照明装置２を点灯させる（Ｓ６）。すなわち、照明装置２の照明光が人体２００に照射される。
【００５７】
さらに、測距部１２７は、人体２００までの距離を半径Ｒ１と比較することで、人体２００が第１エリア１０１に進入したか否かを判定する（Ｓ７）。人体２００が第１エリア１０１に進入したことを測距部１２７が検知した場合、センサ制御部１２ｇはセンサ１１の動作モードを第１モードに設定する（Ｓ８）。第１モードに設定されたセンサ１１は、ＦＭＣＷ方式を用いる。さらにセンサ制御部１２ｇは、動作モードが第１モードであることを判定部１２ｅに通知する。
【００５８】
判定部１２ｅでは、第１モードに設定されたことを通知されると、近傍検知部１２５が、センサ１１近傍における人体２００の有無を判定する。具体的に、近傍検知部１２５は、人体２００までの距離を半径Ｒ１と比較することで、人体２００が第１エリア１０１内に存在（滞在）しているか否かを判定する（Ｓ９）。人体２００が第１エリア１０１内に存在している状態は、来訪者が玄関前で家人へ来訪の旨をインターホン等を用いて連絡している状態、来訪者が家人の玄関までの出迎えを待っている状態、来訪者が玄関前で家人と会話をしている状態等である。このとき、人体２００が第１エリア１０１内に存在している間、人体２００には照明装置２の照明光が照射されている。
【００５９】
そして、人体２００が玄関前を離れて第２エリア１０２に進入し、人体２００が第１エリア１０１内に存在していないことを近傍検知部１２５が検知した場合、センサ制御部１２ｇは、センサ１１の動作モードを第３モードに設定する（Ｓ１０）。第３モードに設定されたセンサ１１は、２周波数のＦＳＫ方式を用いる。さらにセンサ制御部１２ｇは、動作モードが第３モードであることを判定部１２ｅに通知する。
【００６０】
判定部１２ｅでは、第３モードに設定されたことを通知されると、測距部１２７が、第２エリア１０２に存在している人体２００までの距離を半径Ｒ２と比較することで、この人体２００が境界線Ｗ１より外側に離脱したか否かを判定する（Ｓ１１）。人体２００が境界線Ｗ１より外側に離脱しなければ、ステップＳ７に戻る。人体２００が境界線Ｗ１より外側に離脱したことを測距部１２７が検知した場合、出力部１２ｈは、消灯を指示する制御信号（消灯信号）を照明装置２へ出力して、照明装置２を消灯させる（Ｓ１２）。出力部１２ｈが消灯信号を出力した後、ステップＳ５に戻る。
【００６１】
また、ステップＳ７において、人体２００が第１エリア１０１に進入したことを測距部１２７が検知しなかった場合も、ステップＳ１１に進んで、上記同様の動作を行う。
【００６２】
また、ステップＳ２において認識部１２６が雨を検知した場合、認識部１２６は、降雨量（雨強度）が閾値Ｋ１を上回っているか否かを判定する（Ｓ１３）。雨強度が閾値Ｋ１を上回っている場合、認識部１２６は、雨強度が閾値Ｋ２（＞Ｋ１）を上回っているか否かを判定する（Ｓ１４）。
【００６３】
そして、判定部１２ｅは、雨強度が閾値Ｋ１未満である場合、第１エリア１０１の半径Ｒ１、境界線Ｗ１の半径Ｒ２を初期値に設定する（Ｓ１５）。この第１エリア１０１の半径Ｒ１、境界線Ｗ１の半径Ｒ２初期値設定は、後述のステップＳ１６における半径Ｒ１，Ｒ２の縮小をリセットするためである。また、判定部１２ｅは、雨強度が閾値Ｋ１を上回り且つ閾値Ｋ２未満である場合、第１エリア１０１の半径Ｒ１を小さくし、境界線Ｗ１の半径Ｒ２も小さくする（Ｓ１６）。この半径Ｒ１，Ｒ２の縮小幅は、予め決められている。検知装置１の動作は、ステップＳ１５，Ｓ１６の後、ステップＳ３に進む。
【００６４】
すなわち、判定部１２ｅは、検知エリア１００の環境に応じて、第１エリア１０１の範囲を変化させることが好ましい。本実施形態では、検知エリア１００の環境として雨を想定している。したがって、検知装置１は、環境による誤検知をできるだけ抑制することができる。
【００６５】
また、雨強度が閾値Ｋ２を上回っていると認識部１２６が判定した場合、出力部１２ｈは、点灯信号を照明装置２へ出力して、照明装置２を点灯させる（Ｓ１７）。降雨量が多過ぎると、玄関前の視界が悪化する可能性があるので、雨強度が閾値Ｋ２を上回っている場合、照明装置２を点灯させて玄関前の安全性を確保している。そして、センサ制御部１２ｇはセンサ１１の動作モードを第１モードに設定し、動作モードが第１モードであることを判定部１２ｅに通知する（Ｓ１８）。つまり、強雨時においては、照明装置２を点灯させ、且つ判定部１２ｅは、人体２００が第１エリア１０１内に存在（滞在）しているか否かのみを判定する。その後、検知装置１の動作は、ステップＳ１３に戻る。
【００６６】
すなわち、センサ制御部１２ｇは、検知エリア１００が特定の環境である場合、動作モードに第１モードを設定することが好ましい。本実施形態では、特定の環境の一例として、雨強度が閾値Ｋ２を上回っている強雨時を想定している。したがって、検知装置１は、環境による誤検知をできるだけ抑制することができる。
【００６７】
検知装置１は、図７〜図９のフローチャートに従って動作することによって、人体２００の位置に応じた動作モードをセンサ１１に設定して、人体２００の玄関前への接近、人体２００の玄関前からの離脱、センサ１１の近傍における人体２００の存在（滞在）を検知できる。
【００６８】
例えば、図１０に示すように、人体２００が、位置Ｘ１→Ｘ２→Ｘ３を通って、第２エリア１０２を横切ったとする。
【００６９】
周波数スペクトラムの大きさをみて接近を判断する従来方式では、位置Ｘ１より位置Ｘ２のほうがセンサ１１に近いので、周波数スペクトラムの信号強度が大きくなって、人体２００が接近していると判断してしまう。この誤検知対策として、信号強度が所定値を上回る継続時間を計時して、この継続時間が所定値を上回った場合に人体２００の接近を検知することが考えられる。しかしながら、この方法でも、検知対象の大きさや速度によっては、誤検知する可能性がある。
【００７０】
そこで、本実施形態では、センサ１１を第２モードに設定して、センサ１１を２チャンネルのドップラーセンサとして動作させることによって、Ｉ信号およびＱ信号の位相進み、位相遅れによって、人体２００の接近、離脱を判断する。この場合、図１０において、位置Ｘ１→Ｘ２→Ｘ３を通る人体２００は、接近方向の移動ベクトルを持たない。したがって、認識部１２６は、位置Ｘ１→Ｘ２→Ｘ３を通る人体２００について、センサ１１に接近しているとは判定しない。すなわち、検知装置１は、第２エリア１０２を横切る人体２００による誤検知を抑制できる。
【００７１】
次に、図１１に示すように、人体２００が位置Ｘ１１→Ｘ１２を通って、第１エリア１０１に進入した人体２００が第２エリア１０２に接近しているとする。この場合、センサ１１を第２モードに設定して、センサ１１を２チャンネルのドップラーセンサとして動作させておくことで、認識部１２６は、位置Ｘ１１における人体２００の接近方向の移動ベクトルＸ１１ａによって、人体２００の接近を検知できる。しかしながら、２チャンネルのドップラーセンサとして動作するセンサ１１では、人体２００までの距離を検知できないので、本実施形態ではセンサ１１を第３モードに切り替えて、センサ１１を２周波数のＦＳＫ方式で動作させる。図１１の場合、人体２００が位置Ｘ１２に移動して第１エリア１０１に接近したとしても、人体２００は境界線Ｗ１より内側に進入していないので、照明装置２は点灯しない。
【００７２】
また、人体２００が接近して境界線Ｗ１より内側に進入すると（第１エリア１０１内に進入すると）、第１エリア１０１内における人体２００の存在（滞在）を検知するために、本実施形態ではセンサ１１を第１モードに切り替えて、センサ１１をＦＭＣＷ方式で動作させる。
【００７３】
なお、第３モードに設定されたセンサ１１は、２周波数のＦＳＫ方式に限らず、ＦＭＣＷ方式を用いてもよい。
【００７４】
すなわち、本実施形態の検知装置１は、センサ１１と、判定部１２ｅと、出力部１２ｈと、センサ制御部１２ｇとを備える。センサ１１は、電波を送信し、検知対象（例えば人体２００）で反射した電波を受信して、検知対象の状態に応じたセンサ信号を出力するセンサである。このセンサ１１は、動作モードとして、第１モードと第２モードとを切り替えることができる。第１モードは、送信する電波の周波数を変化させて検知対象の有無の情報が含まれるセンサ信号を出力する動作モードである。第２モードは、単一周波数の電波を送信して検知対象の接近または離脱の情報が含まれるセンサ信号を出力する動作モードである。判定部１２ｅは、センサ信号に基づいて検知対象の状態を判定する。出力部１２ｈは、判定部１２ｅの判定結果に基づく信号を出力する。センサ制御部１２ｇは、検知対象の状態に応じて動作モードを設定する。そして、動作モードが第１モードに設定された場合、判定部１２ｅは第１エリア１０１における検知対象の有無を判定する。また、動作モードが第２モードに設定された場合、判定部１２ｅは第２エリア１０２に存在する検知対象が第１エリア１０１に接近しているか否かを判定する。
【００７５】
したがって、検知装置１は、第１エリア１０１（特定エリア）に向かって接近してくる検知対象と、第１エリア１０１の近くを通過する検知対象とを区別することができる。例えば、検知装置１は、玄関前の照明装置、デジタルサイネージ、自動販売機等の機器に向かって接近してくる検知対象と、これらの機器の近くを通過する検知対象とを区別することができる。
【００７６】
また、動作モードが第１モードに設定された場合、センサ１１は、周波数変調した連続波の電波を送信して、送信した電波と受信した電波とに基づくビート信号をセンサ信号として出力することが好ましい。
【００７７】
この場合、検知装置１は、第１モード時に、検知対象までの距離の情報に基づいて、第１エリア１０１内における検知対象の有無を検知することができる。  
【００７８】
また、動作モードが第２モードに設定された場合、センサ１１は、単一周波数の電波を送信して、Ｉ信号およびＱ信号からなるセンサ信号を出力するドップラーセンサとして動作することが好ましい。
【００７９】
この場合、検知装置１は、第２モード時に、Ｉ信号とＱ信号との位相差に基づいて、第１エリア１０１に向かって接近してくる検知対象と、第１エリア１０１の近くを通過する検知対象とを区別することができる。
【００８０】
また、センサ１１は、動作モードとして、送信する電波の周波数を変化させて検知対象までの距離の情報が含まれるセンサ信号を出力する第３モードをさらに有することが好ましい。このとき、第２エリア１０２は、第１エリア１０１の外側に隣接して設定される。そして、判定部１２ｅが第１エリア１０１および第２エリア１０２に検知対象がないと判定している場合、センサ制御部１２ｇは、動作モードを第２モードに設定する。動作モードが第２モードに設定された場合、判定部１２ｅは、第２エリア１０２に存在する検知対象が第１エリア１０１に接近しているか否かを判定する。判定部１２ｅが第２エリア１０２における検知対象の接近を検知した場合、センサ制御部１２ｇは、動作モードを第３モードに設定する。動作モードが第３モードに設定された場合、判定部１２ｅは、検知対象までの距離に基づいて検知対象が第２エリア１０２から第１エリア１０１に進入したか否かを判定する。判定部１２ｅが第２エリア１０２から第１エリア１０１に検知対象が進入したと判定した場合、センサ制御部１２ｇは、動作モードを前記第１モードに設定する。動作モードが第１モードに設定された場合、判定部１２ｅは、第１エリア１０１内における検知対象の有無を判定する。
【００８１】
この場合、検知装置１は、第２エリア１０２において接近中の検知対象が第１エリア１０１に進入したか否かを判定できる。さらに、センサを第２モードに設定することによって、検知対象までの距離に応じた信号を出力部１２ｈから出力することができる。したがって、検知装置１は、玄関前の照明装置、デジタルサイネージ、自動販売機等の機器に接近する検知対象を対象にして、この検知対象までの距離に応じて機器を制御することができる。検知装置１は、さらに第１エリア１０１に存在（滞在）する検知対象の有無を検知することもできる。
【００８２】
また、動作モードが第３モードに設定された場合、センサ１１は、周波数変調した連続波の電波を送信して、送信した電波と受信した電波とに基づくビート信号をセンサ信号として出力することが好ましい。
【００８３】
この場合、検知装置１は、第３モード時に、検知対象までの距離を検知することができる。
【００８４】
また、動作モードが第３モードに設定された場合、センサ１１は、異なる２つの周波数の電波を送信して、２つの周波数の電波のそれぞれのドップラー信号の位相差を示すセンサ信号を出力することが好ましい。
【００８５】
この場合、検知装置１は、第３モード時に、検知対象までの距離を検知することができる。
【００８６】
また、判定部１２ｅは、センサ１１の検知エリア１００の環境に応じて、第１エリア１０１の範囲を変化させることが好ましい。
【００８７】
この場合、検知装置１は、環境による誤検知をできるだけ抑制することができる。
【００８８】
また、センサ制御部１２ｇは、センサ１１の検知エリア１００が特定の環境である場合、動作モードに第１モードを設定することが好ましい。
【００８９】
この場合、検知装置１は、環境による誤検知をできるだけ抑制することができる。
【００９０】
また、検知装置１は、マイクロコンピュータ等で構成されたコンピュータを搭載しており、このコンピュータがプログラムを実行することによって、検知装置１の各機能が実現されている。なお、検知装置１に搭載されるコンピュータは、プログラムに従って動作するプロセッサおよびインターフェースを主なハードウェア構成として備える。この種のプロセッサとしては、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＭＰＵ（Micro-Processing Unit）等を含み、プログラムを実行することによって検知装置１の機能を実現することができれば、その種類は問わない。
【００９１】
また、プログラムの提供形態としては、コンピュータに読み取り可能なＲＯＭ（Read Only Memory）、光ディスク等の記録媒体に予め格納されている形態、インターネット等を含む広域通信網を介して記録媒体に供給される形態等がある。
【００９２】
すなわち、プログラムは、コンピュータを、検知装置１として機能させることを特徴とする。
【００９３】
したがって、このプログラムを実行するコンピュータは、検知装置１として機能するので、第１エリア１０１に向かって接近してくる検知対象と、第１エリア１０１の近くを通過する検知対象とを区別することができる。
【００９４】
なお、上述の実施の形態は本発明の一例である。このため、本発明は、上述の実施形態に限定されることはなく、この実施の形態以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能であることは勿論である。
【符号の説明】
【００９５】
１  検知装置
２  照明装置
１１  センサ
１２  信号処理部
１２ａ  増幅部
１２ｂ  Ａ／Ｄ変換部
１２ｃ  周波数分析部
１２ｄ  補正部
１２ｅ  判定部
１２ｆ  データベース
１２ｇ  センサ制御部
１２ｈ  出力部
１２１  規格化部
１２２  平滑部
１２３  背景信号推定部
１２４  背景信号除去部
１２５  近傍検知部
１２６  認識部
１２７  測距部
２００  人体（検知対象）
【図１】
2016080509.tif 000003
【図２】
2016080509.tif 000004
【図３】
2016080509.tif 000005
【図４】
2016080509.tif 000006
【図５】
2016080509.tif 000007
【図６】
2016080509.tif 000008
【図７】
2016080509.tif 000009
【図８】
2016080509.tif 000010
【図９】
2016080509.tif 000011
【図１０】
2016080509.tif 000012
【図１１】
2016080509.tif 000013