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JP4273524B2 - Toilet bowl cleaning system and method - Google Patents
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Description

本発明は便器の自動洗浄を行うためのシステムに関し、特に、便器が使用されたかどうかの判定の精度を向上させた便器洗浄システムに関する。   The present invention relates to a system for automatically cleaning a toilet bowl, and more particularly, to a toilet bowl cleaning system with improved accuracy in determining whether or not a toilet bowl has been used.

マイクロ波センサを洗浄検出手段として用い、尿流と人体をドップラ信号として検出し、さらに洗浄水に銀含有電極を設け、その尿流ドップラ信号に応じ、銀含有電極の通電制御を行う小便器の自動洗浄装置が、特許文献1に記載されている。   A urinal that uses a microwave sensor as a washing detection means, detects a urine flow and a human body as a Doppler signal, and further includes a silver-containing electrode in washing water, and controls energization of the silver-containing electrode according to the urine flow Doppler signal. An automatic cleaning apparatus is described in Patent Document 1.

特開2003−184153号公報JP 2003-184153 A

小便器100は、例えば図9に示すように、その排水管200が他の便器110あるいは手洗い器などの排水管200とつながっている。このため、他の便器110等が使用されて排水管200に排水が流れ込むと、排水管200内に風圧が生じる。この風圧により小便器100のトラップ120の水(封水)130が揺れることがある。   As shown in FIG. 9, for example, the urinal 100 has a drain pipe 200 connected to another drain pipe 200 such as another toilet 110 or a hand-washer. For this reason, when other toilet bowl 110 or the like is used and wastewater flows into the drainage pipe 200, wind pressure is generated in the drainage pipe 200. This wind pressure may cause the water (sealed water) 130 of the trap 120 of the urinal 100 to sway.

マイクロ波を利用したドップラセンサでは、この封水130の揺れによっても周波数シフトが生じてドップラ信号を出力する。このため、封水の揺れが、人が小便器100の前にいないにも関わらず人がいるものと誤検出してしまう原因となっていた。   In a Doppler sensor using a microwave, a frequency shift is caused by the shaking of the sealing water 130 and a Doppler signal is output. For this reason, the shaking of the sealed water has caused a false detection that a person is present even though the person is not in front of the urinal 100.

そこで、本発明の目的は、封水の揺れによる誤検出を防止することである。   Therefore, an object of the present invention is to prevent erroneous detection due to shaking of the sealed water.

本発明の一つの実施態様に従う便器洗浄システムは、小便器のボール部内及び前記小便器の前方の移動物体を検出するドップラセンサと、前記ドップラセンサが出力するドップラ信号から、封水の揺れに対応する周波数帯域の信号を遮断する第1のフィルタと、前記第1のフィルタを通過したドップラ信号を用いて、前記小便器に人が接近してくることを検出する第1の検出手段と、前記ドップラセンサが出力するドップラ信号から、人の動きに対応する周波数帯域の信号を通過させる第2のフィルタと、前記第1の検出手段が人の接近を検出した後、前記第2のフィルタを通過したドップラ信号を用いて、前記小便器の前に人が存在することを検出する第2の検出手段と、前記第2の検出手段が、前記小便器の前の人の存在を検出しなくなると、前記小便器の洗浄を行うよう指示する洗浄指示手段とを備える。   A toilet flushing system according to an embodiment of the present invention responds to shaking of seal water from a Doppler sensor that detects a moving object in a bowl portion of the urinal and in front of the urinal, and a Doppler signal output from the Doppler sensor. A first filter that cuts off a signal in a frequency band to be detected; a first detection unit that detects that a person approaches the urinal using a Doppler signal that has passed through the first filter; A second filter that passes a signal in a frequency band corresponding to a person's movement from the Doppler signal output from the Doppler sensor, and the first detection means detects the approach of the person and then passes through the second filter. The second detection means for detecting the presence of a person in front of the urinal using the Doppler signal, and the second detection means do not detect the presence of the person in front of the urinal. When, and a cleaning instruction means for instructing to perform the cleaning of the urinal.

好適な実施形態では、前記ドップラセンサは、10GHzのマイクロ波を用いたドップラセンサであり、前記封水の揺れに対応する周波数帯域は0−15Hzであってもよい。   In a preferred embodiment, the Doppler sensor may be a Doppler sensor using a 10 GHz microwave, and a frequency band corresponding to the shaking of the sealed water may be 0-15 Hz.

好適な実施形態では、前記ドップラセンサは、10GHzのマイクロ波を用いたドップラセンサであり、前記第2のフィルタが通過させる信号の周波数帯域は、0〜45Hzまたは15〜40Hzであってもよい。   In a preferred embodiment, the Doppler sensor is a Doppler sensor using a 10 GHz microwave, and a frequency band of a signal that the second filter passes may be 0 to 45 Hz or 15 to 40 Hz.

好適な実施形態では、前記ドップラセンサが出力するドップラ信号から、尿流に対応する周波数帯域の信号を通過させる第3のフィルタと、前記第3のフィルタを通過したドップラ信号を用いて尿流を検出する第3の検出手段とをさらに備えるようにしてもよい。   In a preferred embodiment, from the Doppler signal output from the Doppler sensor, a urine flow is obtained using a third filter that passes a signal in a frequency band corresponding to the urine flow, and a Doppler signal that has passed through the third filter. You may make it further provide the 3rd detection means to detect.

好適な実施形態では、前記第2の検出手段が、前記小便器の前の人の存在を検出しなくなると、前記第1のフィルタを通過したドップラ信号を用いて、前記小便器から人が遠ざかっていくことを検出する第4の検出手段をさらに備える。そして、前記洗浄指示手段は、前記第4の検出手段が人が遠ざかっていくことを検出すると、前記小便器の洗浄を指示するようにしてもよい。   In a preferred embodiment, when the second detection means no longer detects the presence of a person in front of the urinal, the person is moved away from the urinal using the Doppler signal that has passed through the first filter. The apparatus further includes fourth detection means for detecting going. And the said washing | cleaning instruction | indication means may instruct | indicate the washing | cleaning of the said urinal when the said 4th detection means detects that a person is moving away.

本発明の一つの実施態様に従う便器洗浄方法は、ドップラセンサが小便器のボール部内及び前記小便器の前方の移動物体の速度に応じたドップラ信号を出力し、前記ドップラ信号のうち、封水の揺れに対応する第1の周波数帯域が遮断された信号を用いて、前記小便器に人が接近してくることを検出し、前記小便器に人が接近してくることが検出された後、前記ドップラ信号のうち、人の動きに対応する第2の周波数帯域を含む信号を用いて、前記小便器の前の人の存在を検出し、前記小便器の前の人の存在が検出されなくなると、前記小便器の洗浄を行う。
In the toilet cleaning method according to one embodiment of the present invention , the Doppler sensor outputs a Doppler signal corresponding to the speed of the moving object in the ball portion of the urinal and in front of the urinal, After detecting that a person approaches the urinal using a signal in which the first frequency band corresponding to shaking is cut off, and detecting that a person approaches the urinal, The presence of the person in front of the urinal is detected using the signal including the second frequency band corresponding to the movement of the person among the Doppler signals, and the presence of the person in front of the urinal is not detected. Then, the urinal is washed.

以下、本発明の一実施形態に係る便器洗浄システムについて、図面を用いて説明する。   Hereinafter, a toilet cleaning system according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、便器洗浄システムの全体構成を示す模式図である。本システムは、男性用の小便器(以下、単に便器という)1と、人体及び尿流を検出するためのドップラセンサ2と、便器洗浄を制御するコントローラ3とを備える。図1では、便器1の側面図が示してある。便器ボール部10の下部の排水口に設けられたトラップ11には水(以下、封水という)12が溜まっていて、配水管から悪臭があがってこないように蓋の役割を果たしている。ドップラセンサ2は便器ボール部10内の上面に設置されていて、ボール部10内及び便器の前方にマイクロ波を照射し、その反射波を受信する。このため、ドップラセンサ2は、便器の前にいる使用者の動き及び尿流のみならず、封水12の揺れも検知し、以下に説明するドップラ信号を出力する。   FIG. 1 is a schematic diagram showing the overall configuration of the toilet bowl cleaning system. The system includes a male urinal (hereinafter simply referred to as a toilet) 1, a Doppler sensor 2 for detecting a human body and urine flow, and a controller 3 for controlling toilet flushing. In FIG. 1, a side view of the toilet 1 is shown. Water (hereinafter referred to as “sealed water”) 12 accumulates in a trap 11 provided at a drain outlet at the lower part of the toilet bowl portion 10, and serves as a lid so as to prevent bad smell from coming out of the water pipe. The Doppler sensor 2 is installed on the upper surface in the toilet bowl part 10, and irradiates the microwave in the ball part 10 and the front of the toilet bowl, and receives the reflected wave. For this reason, the Doppler sensor 2 detects not only the movement and urine flow of the user in front of the toilet, but also the shaking of the sealed water 12, and outputs a Doppler signal described below.

ドップラセンサ2の構成を図2に示す。ドップラセンサ2は、出力部21が10GHzのマイクロ波を出力し、受信部22がその反射波を受信する。差分検出部23は、出力したマイクロ波と反射波との周波数の差分をとり、ドップラ信号(周波数シフト)を検出する。ドップラセンサ2が出力するドップラ信号の振幅は、反射波の振幅に比例する。このドップラ信号がコントローラ3へ出力される。ここで、出力部21が出力したマイクロ波の周波数をF1、受信部22が受信した反射波の周波数をF2、ドップラ信号の周波数ΔFとすると、次式の関係がある。
ΔF=F1−F2=2×F1×(v/c)
cは光速、vはマイクロ波を反射した物体の移動速度である。
The configuration of the Doppler sensor 2 is shown in FIG. In the Doppler sensor 2, the output unit 21 outputs a 10 GHz microwave, and the receiving unit 22 receives the reflected wave. The difference detection unit 23 takes a frequency difference between the output microwave and the reflected wave, and detects a Doppler signal (frequency shift). The amplitude of the Doppler signal output from the Doppler sensor 2 is proportional to the amplitude of the reflected wave. This Doppler signal is output to the controller 3. Here, when the frequency of the microwave output from the output unit 21 is F1, the frequency of the reflected wave received by the receiving unit 22 is F2, and the frequency ΔF of the Doppler signal, the following relationship is established.
ΔF = F1-F2 = 2 × F1 × (v / c)
c is the speed of light, and v is the moving speed of the object reflecting the microwave.

図3に、コントローラ3の機能構成図を示す。コントローラ3は、ドップラ信号の前処理を行う前処理部31と、前処理後の信号を解析して洗浄動作を制御する解析部32と、バルブ4の開閉を制御し、便器洗浄を駆動するバルブ駆動回路33とを備える。例えば、前処理部31を電子回路で実現し、解析部32をマイクロコンピュータに所定のコンピュータプログラムを実行させて実現することができる。   FIG. 3 shows a functional configuration diagram of the controller 3. The controller 3 includes a preprocessing unit 31 that performs preprocessing of a Doppler signal, an analysis unit 32 that analyzes a signal after the preprocessing and controls a cleaning operation, and a valve that controls opening and closing of the valve 4 and drives toilet flushing And a drive circuit 33. For example, the preprocessing unit 31 can be realized by an electronic circuit, and the analysis unit 32 can be realized by causing a microcomputer to execute a predetermined computer program.

前処理部31には、ドップラセンサ2から出力されたドップラ信号から高周波のノイズ成分を除去するローパスフィルタ(LPF)311と、LPF31から出力された信号から尿流により生じたシフト周波数帯(以下、尿流帯域という)を通過させるためのバンドパスフィルタである尿流帯域通過フィルタ312とを備える。LPF31は、例えば、330Hzより大きい周波数をカットして330Hz以下の信号を通過させるようにしてもよい。また、尿流帯域は、例えば60〜330Hzであり、尿流帯域通過フィルタ312はこの帯域を通過させ、この帯域以外(60Hz以下及び330Hz以上)の周波数をカットするようにしてもよい。   The pre-processing unit 31 includes a low-pass filter (LPF) 311 that removes a high-frequency noise component from the Doppler signal output from the Doppler sensor 2, and a shift frequency band (hereinafter referred to as the urine flow) generated from the signal output from the LPF 31. A urine flow band pass filter 312 which is a band pass filter for passing a urine flow band). For example, the LPF 31 may cut a frequency greater than 330 Hz and pass a signal of 330 Hz or less. Further, the urine flow band is, for example, 60 to 330 Hz, and the urine flow band pass filter 312 may pass this band and cut frequencies other than this band (60 Hz or less and 330 Hz or more).

解析部32では、前処理済みの信号を用いて人体検知及び尿流検知を行う。まず、解析部32は、尿流帯域通過フィルタ312を通過した尿流帯域のドップラ信号を用いて尿流を検出する尿流検出部321を備える。尿流検出部321は、尿流が検出されたかどうかを、制御部328へ通知する。   The analysis unit 32 performs human body detection and urine flow detection using the preprocessed signal. First, the analysis unit 32 includes a urine flow detection unit 321 that detects a urine flow using a Doppler signal in the urine flow band that has passed through the urine flow band pass filter 312. The urine flow detection unit 321 notifies the control unit 328 whether or not a urine flow is detected.

さらに、解析部32は、LPF311を通過したドップラ信号の出力先を切り替える切替部322と、切替部322から送られるドップラ信号から封水の揺れにより生じたシフト周波数帯(以下、封水帯域という)を除去する封水遮断フィルタ323と、封水帯域を除去した信号を用いて人の接近及び遠ざかっていくことをそれぞれ検出する接近検出部324及び遠ざかり検出部325と、切替部322から送られるドップラ信号から人の動きにより生じたシフト周波数帯(以下、人帯域という)の信号を抽出する人帯域通過フィルタ326と、人帯域の信号を用いて人の存在を検知する人体検出部327と、各検出部321,324,325,327の出力に基づいて便器の洗浄動作を制御する制御部328とを備える。   Furthermore, the analysis unit 32 switches the output destination of the Doppler signal that has passed through the LPF 311, and a shift frequency band (hereinafter referred to as a sealed band) generated by the shaking of the sealed water from the Doppler signal sent from the switching unit 322. A seal blocking filter 323 that removes water, an approach detection unit 324 and a distance detection unit 325 that detect a person approaching and moving away using a signal from which the seal water band has been removed, respectively, and a Doppler sent from the switching unit 322 A human band pass filter 326 that extracts a signal of a shift frequency band (hereinafter referred to as a human band) generated by the movement of a person from the signal, a human body detection unit 327 that detects the presence of a person using the human band signal, And a control unit 328 for controlling the cleaning operation of the toilet based on the outputs of the detection units 321, 324, 325, and 327.

切替部322は、制御部328からの指示に基づいてドップラ信号の出力先を封水遮断フィルタ323及び人帯域通過フィルタ326のいずれかに切り替える。また、制御部328は、洗浄指示手段として便器の洗浄動作を制御する(詳細については後述する)と共に、本システムの状態を管理する。すなわち、本システムは、便器の前には人が存在せず、便器に近づいてくる人の検出を行っている状態Aと、便器に近づいてくる人を検出した後、便器の前に人がいる状態が継続していることを検出する状態Bと、人が便器の前から立ち去っていくことの検出を行っている状態Cとがある。制御部328は、各検出部321,324,325,327の出力に基づいて現在の状態を判定し、切替部322に対して信号の出力先の切り替え指示をする。この状態の切り替え判定の詳細は後述する。本実施形態では、制御部328は切替部322に対して、高周波がカットされたドップラ信号を状態A及び状態Cのときは封水遮断フィルタ323へ出力するよう指示し、状態Bのときは人帯域通過フィルタ326へ出力するよう指示をする。   The switching unit 322 switches the output destination of the Doppler signal to one of the seal water blocking filter 323 and the human band pass filter 326 based on an instruction from the control unit 328. Further, the control unit 328 controls the cleaning operation of the toilet as a cleaning instruction unit (details will be described later) and manages the state of the system. In other words, this system detects a person A who is approaching the toilet bowl without detecting a person in front of the toilet bowl, and a person approaching the toilet bowl. There is a state B in which it is detected that the user is continuing, and a state C in which it is detected that a person has left the toilet. The control unit 328 determines the current state based on the outputs of the detection units 321, 324, 325, and 327, and instructs the switching unit 322 to switch the signal output destination. Details of this state switching determination will be described later. In the present embodiment, the control unit 328 instructs the switching unit 322 to output the Doppler signal from which the high frequency has been cut to the sealing water blocking filter 323 in the state A and the state C, and in the state B, the human being Instructs the band pass filter 326 to output.

封水遮断フィルタ323は、高周波がカットされたドップラ信号から封水の揺れに対応する封水帯域を遮断し、人の動きに対応する周波数帯を通過させるためのバンドパスフィルタである。本発明の発明者が得た知見によれば、封水帯域は約0〜10Hzであり、人帯域は約0〜40Hzである。つまり、人帯域と封水帯域は重複している帯域と重複していない帯域とが存在する。そこで、封水遮断フィルタ323を、封水帯域と重複しない人帯域の周波数帯(ここでは15〜40Hzの帯域)を通過させるバンドパスフィルタとすれば、封水帯域を除去した人帯域の周波数を含むドップラ信号のみを通過させることができる。   The sealing water blocking filter 323 is a bandpass filter for blocking a sealing band corresponding to the shaking of the sealing water from the Doppler signal from which the high frequency has been cut, and passing the frequency band corresponding to the movement of the person. According to the knowledge obtained by the inventors of the present invention, the sealing band is about 0 to 10 Hz and the human band is about 0 to 40 Hz. That is, the human band and the sealed water band have a band that overlaps and a band that does not overlap. Therefore, if the sealing water blocking filter 323 is a band-pass filter that passes a human band frequency band (here, 15 to 40 Hz band) that does not overlap with the sealed water band, the frequency of the human band from which the sealed water band is removed can be obtained. Only the included Doppler signal can be passed.

そして、接近検出部324および遠ざかり検出部325は、いずれも、封水帯域遮断フィルタ323を通過した信号を用いて、人が接近してくること及び人が遠ざかっていくことを検出する。接近検出部324は接近してくる人の有無、遠ざかり検出部325は遠ざかっていく人の有無を制御部328へ通知する。ここでは、上述のように封水帯域が除去された信号を用いるので、封水の揺れによる誤検出を防止することができる。接近検出部324および遠ざかり検出部325の詳細な処理手順は後述する。   Then, both the approach detection unit 324 and the away detection unit 325 detect that the person is approaching and that the person is moving away using the signal that has passed through the sealing band cutoff filter 323. The approach detection unit 324 notifies the control unit 328 of the presence / absence of a person approaching, and the distance detection unit 325 notifies the presence / absence of a person moving away. Here, since the signal from which the sealed water band has been removed is used as described above, it is possible to prevent erroneous detection due to the shaking of the sealed water. Detailed processing procedures of the approach detection unit 324 and the distance detection unit 325 will be described later.

人帯域通過フィルタ326は、高周波がカットされたドップラ信号から人帯域の信号を通過させるためのバンドパスフィルタである。人帯域通過フィルタ326は、本実施形態では0〜40Hzの帯域の信号を通過させる。   The human band pass filter 326 is a band pass filter for passing a human band signal from a Doppler signal from which a high frequency has been cut. In the present embodiment, the human band pass filter 326 passes a signal in a band of 0 to 40 Hz.

人体検出部327は、便器の前に人がいる状態Bにおいて、継続的に人がいることを確認するための人体検知処理を行う。例えば、人体検出部327は、人帯域通過フィルタ326から出力された人帯域の信号を用いて、便器から比較的近くにいる人を検知する。ここでは、便器から至近距離に人がいる場合、反射波の強度が大きくなるので、ドップラセンサ2が出力するドップラ信号の強度(出力信号の振幅)も大きくなる。そこで、人体検出部327はドップラ信号の振幅の分散を利用して便器の近くに人がいることを検知する。人体検出部327は、便器から所定の距離以内に人が存在しているかどうかを制御部328へ通知する。   The human body detection unit 327 performs human body detection processing for continuously confirming that there is a person in the state B in which there is a person in front of the toilet. For example, the human body detection unit 327 detects a person who is relatively close to the toilet using the human band signal output from the human band pass filter 326. Here, when there is a person at a close distance from the toilet, the intensity of the reflected wave increases, so the intensity of the Doppler signal output from the Doppler sensor 2 (the amplitude of the output signal) also increases. Therefore, the human body detection unit 327 detects the presence of a person near the toilet using the amplitude dispersion of the Doppler signal. The human body detection unit 327 notifies the control unit 328 whether a person is present within a predetermined distance from the toilet.

図4を用いて本システムの処理概要について説明する。図4は横軸がいずれも経過時間を示し、縦軸は(a)はLPF311の出力信号、(b)は尿流帯域通過フィルタ312の出力信号、(c)は封水遮断フィルタ323の出力信号、(d)は各検出部等の出力信号をそれぞれ示す。   The processing outline of this system will be described with reference to FIG. In FIG. 4, the horizontal axis indicates the elapsed time, and the vertical axis indicates (a) the output signal of the LPF 311, (b) the output signal of the urine flow bandpass filter 312, and (c) the output of the seal water blocking filter 323. A signal (d) indicates an output signal of each detection unit or the like.

まず、時刻0では便器は使用されておらず、便器に人が近づいてくるのを待っている。このときのように、所定時間以上いずれの検出部等からの出力がないとき、あるいは、本システムが動作を開始した初期状態では、本システムは状態Aである。従って、このときは、制御部328からの指示に基づいて、切替部322は封水遮断フィルタ323へ(a)の信号を出力している。また、(b)を参照すると、尿流帯域通過フィルタ312の出力の振幅は、ほぼ0であることが確認できる。   First, the toilet is not used at time 0, and is waiting for a person to approach the toilet. As in this case, when there is no output from any detection unit or the like for a predetermined time or in an initial state where the system starts operation, the system is in the state A. Therefore, at this time, based on an instruction from the control unit 328, the switching unit 322 outputs the signal (a) to the seal water blocking filter 323. Referring to (b), it can be confirmed that the amplitude of the output of the urine flow bandpass filter 312 is substantially zero.

時刻t―tの間に、(c)に示す封水遮断フィルタ323の出力の振幅が大きくなっており、この出力に基づいて接近検出部324が後述する手順で人の接近を検出し、制御部328に対して人の接近検知を示す信号を出力する。 During the time t 1 -t 2 , the amplitude of the output of the sealing water blocking filter 323 shown in (c) is large, and based on this output, the approach detection unit 324 detects the approach of a person according to the procedure described later. The controller 328 outputs a signal indicating human approach detection.

制御部328が人接近の検知信号を受信すると、バルブ駆動回路33へ前洗浄を行うよう指示をする。そして、バルブ駆動回路33がバルブ4の開閉を制御して、前洗浄が行われる。また、制御部328は、人接近の検知信号を受けると、本システムを状態Bへ遷移させ、切替部328へ出力先の切替を指示する。これにより、切替部328からの(a)の信号の出力先が人帯域通過フィルタ326へ切り替わる。   When the control unit 328 receives a human approach detection signal, it instructs the valve drive circuit 33 to perform pre-cleaning. Then, the valve drive circuit 33 controls the opening and closing of the valve 4 to perform pre-cleaning. In addition, upon receiving a human approach detection signal, the control unit 328 causes the system to transition to the state B and instructs the switching unit 328 to switch the output destination. As a result, the output destination of the signal (a) from the switching unit 328 is switched to the human band pass filter 326.

時刻tから状態Bとなり、人体検出部327が便器の前にいる人を検出し、制御部328へ信号を出力する。そして、時刻t−tの間に(b)に示すように尿流帯域通過フィルタの出力振幅が大きくなり、尿流検出部321が尿流を検出していることがわかる。 From time t 2 , the state becomes B, and the human body detection unit 327 detects the person in front of the toilet and outputs a signal to the control unit 328. Then, during time t 3 -t 4 , as shown in (b), the output amplitude of the urine flow bandpass filter increases, and it can be seen that the urine flow detector 321 detects the urine flow.

時刻tになると、人体検出部327が出力する信号がオフになる。制御部328は、人体検出部327の出力信号がオフになったことを検知すると、本システムを状態Cへ遷移させる。つまり、制御部328は切替部322に対して信号の出力先の切替を指示する。これにより、再び切替部322から封水遮断フィルタ323へ(a)の信号が出力される。 At time t 5, the signal output from the person detecting unit 327 is turned off. When the control unit 328 detects that the output signal of the human body detection unit 327 is turned off, the control unit 328 causes the system to transition to the state C. That is, the control unit 328 instructs the switching unit 322 to switch the signal output destination. As a result, the signal (a) is output from the switching unit 322 to the sealed water cutoff filter 323 again.

時刻t―tの間に、封水遮断フィルタ323の出力の振幅が大きくなっており、この出力に基づいて遠ざかり検出部325が後述する手順で人が遠ざかっていくことを検出し、制御部328に対して人が立ち去ったことを示す信号を出力する。 During the time t 5 -t 6 , the amplitude of the output of the sealing water blocking filter 323 is increased. Based on this output, the distance detection unit 325 detects that the person is moving away according to the procedure described later, and performs control. A signal indicating that a person has left is output to the unit 328.

制御部328は、時刻tになると、バルブ駆動回路33へ後洗浄を行うよう指示をする。バルブ駆動回路33はバルブ4の開閉を制御し、時刻t−tの間後洗浄を行う。 Controller 328, at time t 7, an instruction to perform post-cleaning to the valve drive circuit 33. The valve drive circuit 33 controls the opening and closing of the valve 4 and performs post-cleaning between times t 7 and t 8 .

なお、上記の処理において、遠ざかり検出部325が人が遠ざかっていくことを検出しているが、この処理を省略してもよい。つまり、人体検出部327が、人が便器の前に存在していることを検知しなくなると、制御部328はそれにより人が便器の前から立ち去りつつあると判断して、後洗浄の実行を指示してもよい。   In the above process, the distance detection unit 325 detects that a person is moving away, but this process may be omitted. That is, when the human body detection unit 327 no longer detects that a person is present in front of the toilet bowl, the control unit 328 determines that the person is leaving the front of the toilet bowl, and performs post-washing. You may instruct.

次に、接近検出部324が行う人の接近判定シーケンスについて、図5及び図6を用いて説明する。   Next, a human approach determination sequence performed by the approach detection unit 324 will be described with reference to FIGS. 5 and 6.

図5は、人接近判定について説明するための封水遮断フィルタ323の出力波形の模式図である。接近検出部324は、まず、所定の周波数帯f(ここでは15〜40Hz)の、所定の振幅(電圧)V1の波形が継続的に検出されるかを判定する。ここで検出する波形の振幅V1は、例えば、110〜700mVである。そして、所定の周波数帯fの信号が継続的に検出された後、所定のしきい値V2以上の振幅の信号が検出されるかどうかを判定する。ここでしきい値の振幅V2は、例えば700mVである。以下、これらの詳細な処理について、図5を参照しながら図6のフローチャートを用いて説明する。なお、この処理では、時間を計測するための二つのカウンタT1及びT2と、検出された波形の数をカウントするためのカウンタnとを用いる。   FIG. 5 is a schematic diagram of an output waveform of the sealing water blocking filter 323 for explaining the human approach determination. The approach detection unit 324 first determines whether a waveform of a predetermined amplitude (voltage) V1 in a predetermined frequency band f (here, 15 to 40 Hz) is continuously detected. The amplitude V1 of the waveform detected here is, for example, 110 to 700 mV. Then, after a signal in a predetermined frequency band f is continuously detected, it is determined whether or not a signal having an amplitude greater than or equal to a predetermined threshold V2 is detected. Here, the threshold amplitude V2 is, for example, 700 mV. Hereinafter, these detailed processes will be described using the flowchart of FIG. 6 with reference to FIG. In this process, two counters T1 and T2 for measuring time and a counter n for counting the number of detected waveforms are used.

まず、二つのカウンタT1,T2を0に初期化する(S101)。そして、T1=0であるときは、波形カウンタnに0をセットする(S102、S103)。つまり、T1が0になるとnもリセットされる。   First, the two counters T1 and T2 are initialized to 0 (S101). When T1 = 0, 0 is set to the waveform counter n (S102, S103). That is, when T1 becomes 0, n is also reset.

次に、信号の振幅がV1=110〜700mVの間であるときは、ここで検出された信号の周波数がf=15〜40Hzであるかを判定する(S104、S105)。周波数の判定は、あるピークから次のピークまでの時間を計測して判定することができる。ステップS104、S105のいずれかで条件を満たさないときは、ステップS102へ戻る。つまり、ステップS104、S105で15〜40Hzの周波数帯の信号の有無を検出している。   Next, when the amplitude of the signal is between V1 = 110 and 700 mV, it is determined whether the frequency of the detected signal is f = 15 to 40 Hz (S104, S105). The frequency can be determined by measuring the time from one peak to the next peak. When the condition is not satisfied in either step S104 or S105, the process returns to step S102. That is, the presence or absence of a signal in the frequency band of 15 to 40 Hz is detected in steps S104 and S105.

周波数fの信号が検出されると(S105:Yes)、カウンタT1に60msをセットし(S106)、波形カウンタnをインクリメントする(S107)。T1は時間の経過と共に自動的にカウントダウンされる。そして、波形カウンタnが6以上であるかを判定する(S108)。そして、波形カウンタnが6以上でないときは、ステップS102以降を繰り返す(S108:No)。   When a signal of frequency f is detected (S105: Yes), 60 ms is set in the counter T1 (S106), and the waveform counter n is incremented (S107). T1 is automatically counted down over time. Then, it is determined whether the waveform counter n is 6 or more (S108). If the waveform counter n is not 6 or more, step S102 and subsequent steps are repeated (S108: No).

ここでは、以上の処理によれば、所定時間(ここでは60ミリ秒)以上の間隔をあけず、所定数(ここでは6)以上の周波数fの波形が検出されたかどうかの判定を行っている。これにより、周波数fの波形が間欠的に検出された場合などが誤検出されることを防止できる。そして、ステップS108で波形カウンタnが6以上であるときは人が近づいてきているので、人接近検知の仮確定状態とする(S109)。   Here, according to the above process, it is determined whether or not a predetermined number (here, 6) of waveforms having the frequency f or more are detected without leaving an interval of a predetermined time (here, 60 milliseconds) or more. . Thereby, it can prevent that the case where the waveform of the frequency f is detected intermittently etc. is detected erroneously. Then, when the waveform counter n is 6 or more in step S108, the person is approaching, so that the temporary approach detection state of the person approach is set (S109).

仮確定状態となった後、カウンタT2に4秒をセットする(S110)。T2も時間の経過と共に自動的にカウントダウンされる。そして、T2が0になるまでの間に波形の振幅がV2=700mV以上になると、人接近を検知したことが確定する(S111、S112、S113)。つまり、この処理では、ステップS109より前の処理で検知した人が便器により近い位置に来て、ドップラ信号の強度が大きくなっていることを確認している。これにより、便器の前を通り過ぎるだけの人を誤検知しないようにすることができる。   After entering the provisionally confirmed state, 4 seconds are set in the counter T2 (S110). T2 is also automatically counted down over time. Then, when the amplitude of the waveform becomes V2 = 700 mV or more before T2 becomes 0, it is determined that a human approach has been detected (S111, S112, S113). That is, in this process, it is confirmed that the person detected in the process prior to step S109 has come closer to the toilet and the Doppler signal intensity has increased. Thereby, it is possible to prevent erroneous detection of a person who passes just in front of the toilet.

次に、遠ざかり検出部325が行う人の遠ざかり判定シーケンスについて、図7及び図8を用いて説明する。この遠ざかり判定処理は、図5及び図6に示す接近検出部324の接近判定処理と類似する。両者の相違点は以下の通りである。すなわち、接近判定処理では、所定時間T1以上の間隔をあけず、所定数n以上の波形が検出されたときは仮確定状態とした後(図6のS109)、ドップラ信号の強度で確定するかを判定しているが、遠ざかり判定処理では、所定時間T1以上の間隔をあけず、所定数n以上の波形が検出されたときに遠ざかり確定としている。   Next, a person's distance determination sequence performed by the distance detection unit 325 will be described with reference to FIGS. 7 and 8. This distance determination process is similar to the approach determination process of the approach detection unit 324 illustrated in FIGS. 5 and 6. The differences between the two are as follows. That is, in the approach determination process, if a predetermined number n or more of waveforms are detected without an interval of the predetermined time T1 or more, a temporary determination state is set (S109 in FIG. 6), and then the Doppler signal strength is determined. However, in the distance determination process, the distance is determined when a predetermined number n or more of waveforms are detected without leaving an interval of the predetermined time T1 or longer.

本実施形態によれば、封水の揺れにより生じるドップラ信号の周波数帯域を除去した信号を用いて、近づいてくる人の検知を行っているので、封水の揺れによる誤検知を防止できる。   According to this embodiment, since the approaching person is detected using the signal from which the frequency band of the Doppler signal generated by the shaking of the sealing water is removed, it is possible to prevent erroneous detection due to the shaking of the sealing water.

上述した本発明の実施形態は、本発明の説明のための例示であり、本発明の範囲をそれらの実施形態にのみ限定する趣旨ではない。当業者は、本発明の要旨を逸脱することなしに、他の様々な態様で本発明を実施することができる。   The above-described embodiments of the present invention are examples for explaining the present invention, and are not intended to limit the scope of the present invention only to those embodiments. Those skilled in the art can implement the present invention in various other modes without departing from the gist of the present invention.

例えば、上記実施形態では、前処理部31を電子回路で実現し、解析部32をマイクロコンピュータで実現しているが、必ずしもこれに限定されない。例えば、前処理部31をマイクロコンピュータに所定のプログラムを実行させて実現してもよいし、解析部32の一部または全部を電子回路などのハードウェアで実現してもよい。   For example, in the above-described embodiment, the preprocessing unit 31 is realized by an electronic circuit, and the analysis unit 32 is realized by a microcomputer. However, the present invention is not necessarily limited thereto. For example, the preprocessing unit 31 may be realized by causing a microcomputer to execute a predetermined program, or part or all of the analysis unit 32 may be realized by hardware such as an electronic circuit.

本発明の一実施形態に係る便器洗浄システムの構成図である。It is a lineblock diagram of a toilet bowl washing system concerning one embodiment of the present invention.

ドップラセンサ2の構成図である。2 is a configuration diagram of a Doppler sensor 2. FIG.

コントローラ3の構成図である。3 is a configuration diagram of a controller 3. FIG.

各フィルタの出力波形及び各検出部の出力信号である。It is the output waveform of each filter and the output signal of each detection part.

人接近検知を説明するための波形の模式図である。It is a schematic diagram of the waveform for demonstrating person approach detection.

人接近検知処理のフローチャートである。It is a flowchart of a person approach detection process.

人の遠ざかり検知を説明するための波形の模式図である。It is a schematic diagram of the waveform for demonstrating human away detection.

人の遠ざかり検知処理のフローチャートである。It is a flowchart of a human away detection process.

本発明の背景を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the background of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1…便器、2…ドップラセンサ、3…コントローラ、4…バルブ、10…ボール部、11…トラップ、12…封水。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Toilet bowl, 2 ... Doppler sensor, 3 ... Controller, 4 ... Valve, 10 ... Ball part, 11 ... Trap, 12 ... Sealing water.

Claims (6)

小便器のボール部内及び前記小便器の前方の移動物体を検出するドップラセンサと、前記ドップラセンサが出力するドップラ信号から、封水の揺れに対応する周波数帯域の信号を遮断する第1のフィルタと、前記第1のフィルタを通過したドップラ信号を用いて、前記小便器に人が接近してくることを検出する第1の検出手段と、前記ドップラセンサが出力するドップラ信号から、人の動きに対応する周波数帯域の信号を通過させる第2のフィルタと、前記第1の検出手段が人の接近を検出した後、前記第2のフィルタを通過したドップラ信号を用いて、前記小便器の前に人が存在することを検出する第2の検出手段と、前記第2の検出手段が、前記小便器の前の人の存在を検出しなくなると、前記小便器の洗浄を行うよう指示する洗浄指示手段とを備える便器洗浄システム。   A Doppler sensor that detects a moving object in the ball portion of the urinal and in front of the urinal, and a first filter that blocks a signal in a frequency band corresponding to the shaking of the sealed water from the Doppler signal output by the Doppler sensor; The first detection means for detecting that a person approaches the urinal using the Doppler signal that has passed through the first filter, and the Doppler signal output by the Doppler sensor A second filter that passes a signal in a corresponding frequency band; and after the first detection means detects the approach of a person, the Doppler signal that has passed through the second filter is used in front of the urinal. A second detection means for detecting the presence of a person, and a washing instruction for instructing washing of the urinal when the second detection means no longer detects the presence of a person in front of the urinal Toilet bowl cleaning system and a stage. 前記ドップラセンサは、10GHzのマイクロ波を用いたドップラセンサであり、前記封水の揺れに対応する周波数帯域は0−15Hzである請求項1記載の便器洗浄システム。   The toilet bowl cleaning system according to claim 1, wherein the Doppler sensor is a Doppler sensor using a 10 GHz microwave, and a frequency band corresponding to the shaking of the sealed water is 0 to 15 Hz. 前記ドップラセンサは、10GHzのマイクロ波を用いたドップラセンサであり、前記第2のフィルタが通過させる信号の周波数帯域は、0〜45Hzまたは15〜40Hzである請求項1記載の便器洗浄システム。   The toilet bowl cleaning system according to claim 1, wherein the Doppler sensor is a Doppler sensor using a microwave of 10 GHz, and a frequency band of a signal that the second filter passes is 0 to 45 Hz or 15 to 40 Hz. 前記ドップラセンサが出力するドップラ信号から、尿流に対応する周波数帯域の信号を通過させる第3のフィルタと、前記第3のフィルタを通過したドップラ信号を用いて尿流を検出する第3の検出手段とをさらに備える請求項1記載の便器洗浄システム。   From the Doppler signal output from the Doppler sensor, a third filter that passes a signal in a frequency band corresponding to the urine flow, and a third detection that detects the urine flow using the Doppler signal that has passed through the third filter. The toilet cleaning system according to claim 1, further comprising means. 前記第2の検出手段が、前記小便器の前の人の存在を検出しなくなると、前記第1のフィルタを通過したドップラ信号を用いて、前記小便器から人が遠ざかっていくことを検出する第4の検出手段をさらに備え、前記洗浄指示手段は、前記第4の検出手段が人が遠ざかっていくことを検出すると、前記小便器の洗浄を指示する請求項1記載の便器洗浄システム。   When the second detection means no longer detects the presence of the person in front of the urinal, the second detection means detects that the person is moving away from the urinal using the Doppler signal that has passed through the first filter. The toilet cleaning system according to claim 1, further comprising a fourth detection unit, wherein the cleaning instruction unit instructs the cleaning of the urinal when the fourth detection unit detects that a person is moving away. ドップラセンサが小便器のボール部内及び前記小便器の前方の移動物体の速度に応じたドップラ信号を出力し、前記ドップラ信号のうち、封水の揺れに対応する第1の周波数帯域が遮断された信号を用いて、前記小便器に人が接近してくることを検出し、前記小便器に人が接近してくることが検出された後、前記ドップラ信号のうち、人の動きに対応する第2の周波数帯域を含む信号を用いて、前記小便器の前の人の存在を検出し、前記小便器の前の人の存在が検出されなくなると、前記小便器の洗浄を行う便器洗浄方法。   The Doppler sensor outputs a Doppler signal corresponding to the velocity of the moving object in the ball part of the urinal and in front of the urinal, and the first frequency band corresponding to the shaking of the sealed water is cut off from the Doppler signal. After detecting that a person approaches the urinal using a signal, and detecting that a person approaches the urinal, the first corresponding to the movement of the person in the Doppler signal is detected. A toilet cleaning method for detecting the presence of a person in front of the urinal using a signal including two frequency bands and cleaning the urinal when the presence of the person in front of the urinal is no longer detected.
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