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JP7050261B2 - Toilet booth usage notification system - Google Patents
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JP7050261B2 - Toilet booth usage notification system - Google Patents

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JP7050261B2 JP2017233718A JP2017233718A JP7050261B2 JP 7050261 B2 JP7050261 B2 JP 7050261B2 JP 2017233718 A JP2017233718 A JP 2017233718A JP 2017233718 A JP2017233718 A JP 2017233718A JP 7050261 B2 JP7050261 B2 JP 7050261B2
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Description

この発明は、列車トイレ、駅などの公共施設や商業施設に設置される集合トイレなどにおいて、扉施錠可能なトイレブースの使用状況報知システムに関し、特に使用者の長時間のブース滞在を確実に検出して、これを外部に報知するためのシステムに関する。 The present invention relates to a usage status notification system for a toilet booth with a lockable door in a public facility such as a train toilet, a station, or a collective toilet installed in a commercial facility, and reliably detects a user's long stay in the booth. Then, it relates to a system for notifying this to the outside.

列車トイレや集合トイレにおいて大便器の設置エリアには、扉施錠可能なトイレブースが設けられている。トイレブースの使用者は、扉を開けて中に入ると内側から施錠し、用を足し終えると解錠して扉を開け、外へ出る。このとき、扉の外面には施錠・解錠と連動して、その使用状況を「あき」「使用中」などの文字により、あるいは空き状態を青色、使用中を赤などの色により切替表示する表示部が設けられるのが一般的である。 In the area where toilet bowls are installed in train toilets and collective toilets, there is a toilet booth that can lock the door. When the user of the toilet booth opens the door and goes inside, it locks from the inside, and when he finishes using it, he unlocks it, opens the door, and goes out. At this time, on the outer surface of the door, in conjunction with locking / unlocking, the usage status is switched and displayed by characters such as "Aki" and "In use", or the empty state is displayed in blue and the usage status is switched in colors such as red. Generally, a display unit is provided.

ところで、列車トイレなどにおいては、ブース内の使用者が病気等により動けなくなり、施錠後の滞在時間が異常に長くなってしまうことが起こりうる。トイレが設けられるのは新幹線や特急といった長距離列車が多く、車掌や車内アテンダント等は定期的に車内を行き来して巡視を行う。トイレブースの使用状況は表示部を参照することで、そのブースが空いているのか使用中なのかは識別できるが、その使用継続時間までは把握できない。その結果、入室後、相当時間経過しているブースのみを識別して、急病人の救出等のため開扉するといった判断が的確に行えない問題がある。こうした事情は、列車以外の集合トイレなどにおいてもおおむね同様である。 By the way, in a train toilet or the like, the user in the booth may become immobile due to illness or the like, and the staying time after locking may become abnormally long. Toilets are often installed on long-distance trains such as the Shinkansen and limited express trains, and conductors and attendants in the train regularly go back and forth inside the train to make patrols. By referring to the display section, it is possible to identify whether the booth is vacant or in use, but it is not possible to grasp the duration of use of the toilet booth. As a result, there is a problem that it is not possible to accurately determine that the door is opened to rescue a suddenly ill person by identifying only the booth that has passed a considerable amount of time after entering the room. These circumstances are generally the same for collective toilets other than trains.

例えば、特許文献1には、上記とは目的は異なるが、スマートフォンやゲーム機操作のためトイレブースを不法に長時間占有する使用者を排除するため、ブース内の使用者をドップラーセンサにより検知するとともに、使用者のブース在室時間をタイマー計測し、該在室時間が所定時間を超えたときにブース内のスピーカーから退去喚起の音声情報を出力する発明が開示されている。同文献には、音声出力と連動して順番待ちする人に喚起状況を伝える表示部を順番待ち列の近傍壁部に設置する構成、あるいはドップラーセンサによるブース内の監視状態を、外部の管理部門に通信報知する構成なども開示されている。 For example, in Patent Document 1, although the purpose is different from the above, the user in the booth is detected by the Doppler sensor in order to exclude the user who illegally occupies the toilet booth for a long time for operating a smartphone or a game machine. At the same time, there is disclosed an invention in which the user's booth staying time is measured by a timer, and when the staying time exceeds a predetermined time, the voice information of the eviction arousal is output from the speaker in the booth. In the same document, the external management department describes the configuration in which a display unit that communicates the arousal status to the person waiting in line in conjunction with the voice output is installed on the wall near the turn queue, or the monitoring status in the booth by the Doppler sensor. The configuration for notifying communication is also disclosed.

ここで、特許文献1において、ドップラーセンサを用いたブース内の使用者の滞在時間計測には、次のようなアルゴリズムが採用されている。すなわち、トイレブースに使用者が入室する際には扉の開閉や脱衣あるいは着座等に由来した大きな体動が生ずるので、この体動を検知することにより入室開始時間を特定する。着座後は使用者の体動が減少し、心拍及び呼吸に由来した微動のみが検出される状態が継続するので、その微動の継続が所定時間を超えれば時間超過とみなし、使用者の退去喚起を行う。一方、使用者が退出する際には、着衣、離座及び扉開閉のために再び体動が大きくなるから、これを検出して退出判定を行い、タイマー計測を終了する。 Here, in Patent Document 1, the following algorithm is adopted for measuring the staying time of the user in the booth using the Doppler sensor. That is, when the user enters the toilet booth, a large body movement occurs due to opening / closing of the door, undressing, sitting, etc., and the entry start time is specified by detecting this body movement. After sitting, the user's body movements decrease, and only the tremors derived from heartbeat and breathing continue to be detected. I do. On the other hand, when the user leaves, the body movement becomes large again due to clothes, leaving the seat, and opening / closing the door. Therefore, this is detected to determine the exit, and the timer measurement is terminated.

特開2017-159033号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2017-159033 特開2017- 74332号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2017-74332

特許文献1の方式には、次のような問題がある。
まず、ブースからの先使用者の退出と次使用者の入室とが連続的になされたとき、先使用者の退出と次使用者の入室とがブース内で重なることは通常ありえないことであり、呼吸及び心拍に由来した微動の検知途切れ期間は短時間ではあっても必ず有意に発生する。したがって、これを確実に検知できれば、連続した人の出入りがある場合も、個々の使用者の滞在時間を特定できるはずである。
The method of Patent Document 1 has the following problems.
First, when the exit of the first user from the booth and the entry of the next user are made continuously, it is usually impossible for the exit of the first user and the entry of the next user to overlap in the booth. The detection interruption period of tremors derived from respiration and heartbeat always occurs significantly even if it is short. Therefore, if this can be reliably detected, it should be possible to identify the staying time of each user even when there are continuous comings and goings of people.

しかし、特許文献1においては、その図4に示されているごとく、ドップラーセンサの出力は振幅の大きい体動の波形と、呼吸及び心拍の微動波形とを特に区別せず全周波数帯域で波形が検出されるようになっており、ブース内の使用者の滞在時間は、入退室を示す前後の大きな体動波形に挟まれた微動検出期間の長さで特定している。そして、退出の確定は呼吸及び心拍の微動波形の途切れに基づいて行なう旨言及されているが、当該文献中にも課題として挙げられている通り、連続した人の入退出がブースに発生した場合に、呼吸及び心拍の微動波形の途切れがその入退室の大きな体動波形にかき消されてしまい、個々の使用者の滞在時間を切り分けることができなくなる問題がある。 However, in Patent Document 1, as shown in FIG. 4, the output of the Doppler sensor does not particularly distinguish between a waveform of a body movement having a large amplitude and a tremor waveform of breathing and heartbeat, and the waveform is displayed in the entire frequency band. It is detected, and the staying time of the user in the booth is specified by the length of the fine movement detection period sandwiched between the large body movement waveforms before and after entering and leaving the room. It is mentioned that the confirmation of exit is based on the interruption of the tremor waveform of breathing and heartbeat, but as mentioned as an issue in the document, when continuous entry and exit of people occur in the booth. In addition, there is a problem that the interruption of the fine movement waveforms of breathing and heartbeat is drowned out by the large body movement waveform of the entrance and exit, and it becomes impossible to separate the staying time of each user.

すると、使用者が異なる2つの滞在時間が一体に検知されてしまい、連続滞在時間としては長くなる方向に誤検知されやすくなる。ブース内で発生する急病人対応等のための開扉判断を行おうとする場合、使用者のプライバシーが特に尊重されるトイレブースという閉鎖空間において、上記の誤検知は一つ間違えれば大問題に発展する可能性がある。これを解決するため、特許文献1においては、その段落0064によると、つぎにトイレブースに入った人の動作も入室腰掛け動作から便座の上に座った着座姿勢維持動作に変化するので、その体動が大きく減少する状態になったことをもって、次の使用者が着座姿勢維持動作になったと判定し、トイレブース内在室時間のカウントのリセットを行なえばよい旨が開示されている。 Then, two different staying times of different users are detected together, and it becomes easy to be erroneously detected in the direction of increasing the continuous staying time. When making a decision to open the door to deal with sudden illnesses that occur in the booth, if one mistake is made in the closed space of the toilet booth where the privacy of the user is especially respected, the above false positive will develop into a big problem. there's a possibility that. In order to solve this, in Patent Document 1, according to the paragraph 0064, the movement of the person who next enters the toilet booth also changes from the movement of sitting in the room to the movement of maintaining the sitting posture while sitting on the toilet seat. It is disclosed that when the movement is greatly reduced, it is determined that the next user is in the sitting posture maintenance motion, and the count of the time spent in the toilet booth should be reset.

しかし、トイレブース内の使用者は、現実には着座した後も体を絶対静止させるようなことは不可能であり、心拍・呼吸以外の体の揺れなどは継続的に発生している。そして、座り心地改善のために座り直したり、姿勢を変えたり、顔を触ったり、背伸びをしたりするなど、勝手気ままな行動をとることが多く、用が終わるまで大きな体動を生じないようなことは極めてまれであるのが現実である。その結果、同一人物による連続使用であるにも関わらず、着座後の使用者が途中で大きな体動を発生させるたびに、計測される使用継続時間は細かく切り刻まれてしまうことになる。また、さらに重要な点として、使用者の呼吸や心拍の振動成分は非常に微弱でかつ比較的長周期である一方、着座中の使用者の巨視的な体動は、意識を失って自発的に動くことができなくなる場合を除き、上記のようにほぼ継続的に生じるのであり、特許文献1の図4に示されている微弱波形は呼吸や心拍に由来するものではなく、完全静止できない着座中の使用者の単なる体の揺れ等を検出しているに過ぎない可能性が極めて高い。特許文献1の方式は、ドップラーセンサによるトイレ使用者検出の実際を実験レベルにて十分考証せずに着想されたものに過ぎないと考えられ、この方式で使用者の連続滞在時間を正確に特定することは絶望的と言わざるを得ない。 However, in reality, it is impossible for the user in the toilet booth to make the body stand still even after sitting down, and the body shakes other than the heartbeat and breathing are continuously occurring. In addition, they often take selfish actions such as sitting back, changing their posture, touching their faces, and stretching their backs to improve their sitting comfort, so that they do not cause major physical movements until the end of their use. The reality is that things are extremely rare. As a result, the measured duration of use is finely chopped each time the user after sitting causes a large body movement in the middle of the continuous use by the same person. More importantly, the vibrational components of the user's breathing and heartbeat are very weak and have a relatively long cycle, while the macroscopic body movement of the user while sitting is unconscious and spontaneous. Except for the case where the body cannot move, the weak waveform shown in FIG. 4 of Patent Document 1 is not derived from respiration or heartbeat and cannot be completely stationary. It is highly possible that the user inside is merely detecting the shaking of the body. It is considered that the method of Patent Document 1 is merely conceived without sufficiently examining the actual detection of the toilet user by the Doppler sensor at the experimental level, and the continuous stay time of the user is accurately specified by this method. I have to say that it is hopeless to do.

例えば、トイレの長時間滞在は、上記のような使用者の体調不良や、スマホないしゲーム機操作などを目的とするものに限らず、犯罪行為、例えばテロ行為準備等のために、不審者が悪意を持ってトイレブース内に長時間滞在しようとすることもあり得る。この場合にあっては、使用者はブース内で時々大きな動作を作為的に発生させることで、不正な長時間滞在の摘発を免れることが可能となり、セキュリティ上の盲点にもなりかねないのである。 For example, a long-term stay in the toilet is not limited to the above-mentioned poor physical condition of the user or the purpose of operating a smartphone or a game machine, but a suspicious person may be involved in a criminal act, such as preparing for a terrorist act. It is possible to maliciously try to stay in the toilet booth for a long time. In this case, the user can avoid the detection of illegal long stays by intentionally causing large movements in the booth, which may be a blind spot in security. ..

本発明の課題は、ブース内の使用者が滞在中に大きな体動を発しても、使用者の入退出誤検知が生じにくく、ひいては同一人物によるトイレブースの連続滞在時間を正確に把握することができるトイレブース使用状況報知システムを提供することにある。 An object of the present invention is that even if the user in the booth makes a large movement during his / her stay, it is difficult for the user to detect the entry / exit error, and the continuous stay time of the toilet booth by the same person can be accurately grasped. The purpose is to provide a toilet booth usage notification system that can be used.

本発明は、施錠可能な扉により出入口が開閉可能に閉鎖されるトイレブースの使用状況報知システムにおいて、上記の課題を解決するために、
トイレブース内の便器に着座する使用者に対し、該使用者の心拍及び呼吸の少なくともいずれかを検出するために使用者の胸部に向けて検知用マイクロ波を送出するドップラーセンサモジュールと、
人の心拍及び呼吸の少なくともいずれかに由来した信号成分をカバーする周波数帯域が検知対象帯域として定められるとともに、ドップラーセンサモジュールの検知信号から該検知対象帯域成分を、使用者のトイレブースへの入退室に伴う体動の信号成分から分離しつつ選択的に抽出する検知対象帯域成分抽出手段と、
抽出された検知対象帯域成分の強度を評価する検知対象帯域成分強度評価手段と、
検知対象帯域成分強度評価手段による評価結果に基づいてトイレブース内の使用者の有無を判定するとともに、検知対象帯域成分の強度が閾レベルを超える人検出状態から、検知対象帯域成分の強度が閾レベルを未満となる人非検出状態に移行して所定時間以上経過した場合に使用者が退去したと判定する使用者有無判定手段と、
使用者有無判定手段による判定結果が使用者なしの状態から使用者ありの状態に切り替わってからの使用継続時間を計測する使用継続時間計測手段と、
判定結果に基づいてトイレブースの使用状況を示す使用状況報知情報を出力するとともに、計測される使用継続時間が予め定められた閾時間を超過した場合に使用状況報知情報として使用継続超過情報を報知出力する使用状況報知情報出力手段とを備えたことを特徴とする。
INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is to solve the above-mentioned problems in a usage status notification system for a toilet booth in which an entrance / exit is closed by a lockable door so as to be openable / closable.
A Doppler sensor module that sends detection microwaves toward the user's chest to detect at least one of the user's heartbeat and breathing to the user sitting on the toilet bowl in the toilet booth.
A frequency band that covers a signal component derived from at least one of a person's heartbeat and breath is defined as a detection target band, and the detection target band component is entered into the user's toilet booth from the detection signal of the Doppler sensor module. Detection target band component extraction means that selectively extracts while separating from the signal component of body movement accompanying leaving the room,
A detection target band component intensity evaluation means for evaluating the intensity of the extracted detection target band component, and a detection target band component intensity evaluation means.
The presence or absence of a user in the toilet booth is determined based on the evaluation result by the detection target band component intensity evaluation means, and the intensity of the detection target band component is the threshold from the person detection state in which the intensity of the detection target band component exceeds the threshold level. A user presence / absence determination means for determining that the user has moved out when a predetermined time or more has passed after shifting to the non-detection state of a person whose level is less than the level.
A usage duration measuring means that measures the usage duration after the judgment result by the user presence / absence determining means is switched from the state without a user to the state with a user, and
Based on the judgment result, the usage status notification information indicating the usage status of the toilet booth is output, and when the measured usage duration exceeds a predetermined threshold time, the usage continuation excess information is notified as the usage status notification information. It is characterized by being provided with a usage status notification information output means for output.

ドップラーセンサモジュールは、マイクロ波からなる送信波に対する反射波のドップラーシフト成分を抽出し、そのドップラーシフト成分の強度等に基づいて動体を検知するものである。この発明においては、トイレブース内の便器に着座する使用者をドップラーセンサモジュールにより検出する。このようなドップラーセンサモジュールは、センサモジュールにごく近接して滞在する使用者の心拍や呼吸に由来した微小な体動(以下、「生存微動」という)を簡単に検知することができるが、使用者の入退出時の動作や、着座時の姿勢矯正といった大きな動作も同時に検知することになる。そして、この大きな体動を使用者の入退出の区切りとして使用する特許文献1の方式では、前述のごとく入退出と特に関係のない大きな体動を退出時動作と誤検知する可能性があるほか、連続して使用者が入退室を繰り返した場合に生存微動の信号が入退出時の大きな体動信号に埋没し、入退出の切れ目を検出できなくなる不具合を招いていた。 The Doppler sensor module extracts a Doppler shift component of a reflected wave with respect to a transmitted wave composed of microwaves, and detects a moving object based on the intensity of the Doppler shift component and the like. In the present invention, the user sitting on the toilet bowl in the toilet booth is detected by the Doppler sensor module. Such a Doppler sensor module can easily detect minute body movements (hereinafter referred to as "survival tremors") derived from the heartbeat or respiration of a user who stays in close proximity to the sensor module, but is used. Large movements such as movements when a person enters and exits and posture correction when sitting are also detected at the same time. In the method of Patent Document 1 in which this large body movement is used as a delimiter for the user's entry / exit, there is a possibility that a large body movement that is not particularly related to entry / exit is erroneously detected as an exit movement as described above. When the user repeatedly enters and exits the room, the signal of survival tremor is buried in the large body movement signal at the time of entry and exit, which causes a problem that the break between entry and exit cannot be detected.

そこで本発明においては、ドップラーセンサモジュールを該使用者の胸部に向けて検知用マイクロ波を送出するように配置し、使用者の心拍及び呼吸の少なくともいずれかに由来した信号成分をカバーする周波数帯域を検知対象帯域として定め、ドップラーセンサモジュールの検知信号から該検知対象帯域成分を、使用者のトイレブースへの入退室に伴う体動の信号成分から分離しつつ選択的に抽出する。次いで、その抽出された検知対象帯域成分の強度評価結果に基づいてトイレブース内の使用者の有無を判定するとともに、検知対象帯域成分の強度が閾レベルを超える人検出状態から、検知対象帯域成分の強度が閾レベルを未満となる人非検出状態に移行して所定時間以上経過した場合に使用者が退去したと判定する。そして、使用者有無判定手段による判定結果が使用者なしの状態から使用者ありの状態に切り替わってからの使用継続時間を計測し、計測される使用継続時間が予め定められた閾時間を超過した場合に使用継続超過情報を報知出力する。これにより、「発明が解決しようとする課題」の欄にて言及した問題点は、下記のようにことごとく解決できる。 Therefore, in the present invention, the Doppler sensor module is arranged so as to emit a detection microwave toward the user's chest, and a frequency band covering a signal component derived from at least one of the user's heartbeat and breathing. Is defined as the detection target band, and the detection target band component is selectively extracted from the detection signal of the Doppler sensor module while being separated from the signal component of the body movement accompanying the entry and exit of the user's toilet booth. Next, the presence or absence of a user in the toilet booth is determined based on the intensity evaluation result of the extracted detection target band component, and the detection target band component is detected from the person detection state in which the intensity of the detection target band component exceeds the threshold level. It is determined that the user has moved out when a predetermined time or more has passed after the transition to the non-detection state of a person whose intensity is less than the threshold level. Then, the usage duration after the determination result by the user presence / absence determining means is switched from the state without the user to the state with the user is measured, and the measured usage duration exceeds the predetermined threshold time. In some cases, the usage continuation excess information is notified and output. Thereby, the problems mentioned in the column of "Problems to be solved by the invention" can be solved as follows.

(1)生存微動を示す検知対象帯域成分が大きな体動成分から分離検知されるので、トイレブースに連続した人の入退出が発生した場合も、使用者の入退出に伴う生存微動(検知対象帯域成分)の途切れは、大きな体動波形に埋没することなく確実に検知できるようになる。これにより、トイレの混雑時等において、同じトイレブースが異なる使用者により入れ代わり立ち代わり占有される場合においても、同一使用者により連続使用されていると誤検知される可能性を激減させることができる。その結果、プライバシーが特に尊重されるトイレブースにて、急病人救出や不審者摘発のための緊急開扉も忌憚なく実施できるようになる。 (1) Since the detection target band component indicating survival tremor is detected separately from the large body movement component, even if a person continuously enters and exits the toilet booth, survival tremor due to the user's entry and exit (detection target). The interruption of the band component) can be reliably detected without being buried in a large body motion waveform. This makes it possible to drastically reduce the possibility of false detection that the same toilet booth is continuously used by the same user even when the same toilet booth is replaced and occupied by different users when the toilet is crowded. As a result, in the toilet booth where privacy is particularly respected, emergency doors for rescue of suddenly ill people and detection of suspicious persons can be carried out without hesitation.

(2)トイレブース内の使用者の有無の判定は、大きな体動から切り分けて抽出される生存微動(検知対象帯域成分)の強度に基づいて行うので、使用者が着座中に大きな体動を発生させても、これを退出と誤検知する可能性が原理的に排除される。その結果、同一人物による連続使用が継続する限り、着座後の大きな体動により計測される使用継続時間が切り刻まれてしまう不具合を生じない。また、使用者がブース内で大きな動作を作為的に発生させても、抽出される検知対象帯域成分(生存微動)の強度に基づく連続滞在時間の計測に影響が及ばず、不正な長期滞在を確実に摘発・排除することができる。 (2) Since the presence or absence of the user in the toilet booth is determined based on the intensity of the survival tremor (detection target band component) extracted from the large body movement, the user makes a large body movement while sitting. Even if it occurs, the possibility of falsely detecting this as leaving is eliminated in principle. As a result, as long as continuous use by the same person continues, there is no problem that the continuous use time measured by a large body movement after sitting is cut off. In addition, even if the user intentionally causes a large movement in the booth, it does not affect the measurement of the continuous stay time based on the intensity of the extracted detection target band component (survival tremor), resulting in an illegal long-term stay. It can be reliably detected and eliminated.

次に、使用者有無判定のための検知対象帯域は、0.1Hz以上3Hz以下の周波数範囲の30%以上(望ましくは50%以上)がカバーされるように設定することにより、一般的な人の呼吸周波数帯域(0.2Hz以上0.5Hz以下)及び心拍周波数帯域(0.5Hz以上2Hz以下)の少なくともいずれかを部分的にはカバーでき、かつ、便器への着座及び離座、身振り、伸びといった大きく急峻な体動の周波数帯から確実に切り分けることができるので、使用者有無の判定精度を向上することができる。 Next, the detection target band for determining the presence or absence of a user is set so as to cover 30% or more (preferably 50% or more) of the frequency range of 0.1 Hz or more and 3 Hz or less, so that a general person can use it. Can partially cover at least one of the respiratory frequency band (0.2 Hz or more and 0.5 Hz or less) and the heartbeat frequency band (0.5 Hz or more and 2 Hz or less), and can be seated, separated, and gestured on the toilet bowl. Since it is possible to reliably separate from the frequency band of large and steep body movements such as elongation, it is possible to improve the accuracy of determining the presence or absence of a user.

心拍や呼吸に伴う生存微動は人体の胸部付近に集中するので、胸部に対し前か後ろのいずれかのなるべく近距離よりマイクロ波を照射するように、ドップラーセンサモジュールを設置することが効果的である。具体的には、使用者の胸部前方側ないし後方側のいずれかに面するトイレブースの壁面に、便器に着在する使用者の胸部までの距離が1.5m以下となるよう設置するのがよい。ドップラーセンサモジュールの胸部までの距離が1.5mを超えると、着衣が厚かったり、使用者の心拍レベルが急病等の影響により弱くなったりして生存微動検知のS/N比が低下した場合に、使用者が存在していても不在と判定してしまう不具合が生じやすくなる。ドップラーセンサモジュールの胸部までの距離は、より望ましくは1m以下とするのがよい。他方、ドップラーセンサモジュールは、心拍ないし呼吸の微動を検知できる範囲内で、トイレブースの天井(ないし天井裏)に取り付けることも可能である。 Survival tremors associated with heartbeat and breathing are concentrated near the chest of the human body, so it is effective to install a Doppler sensor module so that the chest is irradiated with microwaves from either the front or the back as close as possible. be. Specifically, it should be installed on the wall surface of the toilet booth facing either the front side or the rear side of the user's chest so that the distance to the user's chest located on the toilet bowl is 1.5 m or less. good. When the distance to the chest of the Doppler sensor module exceeds 1.5 m, the S / N ratio of survival tremor detection decreases due to thick clothing or weakened heart rate level of the user due to the influence of sudden illness. , Even if the user exists, the problem of determining that the user is absent is likely to occur. The distance to the chest of the Doppler sensor module is more preferably 1 m or less. On the other hand, the Doppler sensor module can be attached to the ceiling (or attic) of the toilet booth within the range where the heartbeat or the tremor of breathing can be detected.

なお、ドップラーセンサモジュールを用いた呼吸数や心拍数の測定手法は多数提案されており、例えば特許文献2には、ドップラーセンサを病室や介護室内に設置し、離床や歩行といった大きな体動を検出して患者や施設入所者の安否確認を行う見守りシステムにかかる発明が開示されている。該公報には、ドップラーセンサの検出波形をフィルタリングして心拍と呼吸の波形を抽出し、心拍数と呼吸数を解析して患者や入所者の健康状態管理を行う実施形態も開示されている。しかし、該特許文献2の技術は、室内に滞在していることが初めから確定している対象者の健康及び安否確認を目的とするものであって、測定対象も存在が確定している対象者の心拍及び呼吸の数(周波数)である。これに対し、本発明は、心拍や呼吸に由来した検知対象帯域成分(生存微動信号)を選択検知してその強度を評価することによりトイレブース内の使用者有無を把握すること、かつ使用者がいる場合においては、その抽出される検知対象帯域成分の途切れにより使用者の退出判定を行うこと、抽出される検知対象帯域成分の継続検出時間により、当該トイレブースの使用継続超過を報知することを目的とし、解決課題が全く異なることを付言する。 Many methods for measuring respiratory rate and heart rate using the Doppler sensor module have been proposed. For example, in Patent Document 2, a Doppler sensor is installed in a hospital room or a nursing room to detect large body movements such as getting out of bed or walking. The invention relating to the monitoring system for confirming the safety of patients and facility residents is disclosed. The publication also discloses an embodiment in which the detection waveform of the Doppler sensor is filtered to extract heartbeat and respiration waveforms, and the heart rate and respiration rate are analyzed to manage the health condition of a patient or a resident. However, the technique of Patent Document 2 is intended for the purpose of confirming the health and safety of a subject whose stay in the room is confirmed from the beginning, and the object to be measured is also an object whose existence is confirmed. The number (frequency) of a person's heartbeat and respiration. On the other hand, in the present invention, the presence or absence of a user in the toilet booth can be grasped by selectively detecting a detection target band component (survival tremor signal) derived from heartbeat or respiration and evaluating its intensity, and the user. If there is, the user's exit is determined by the interruption of the extracted detection target band component, and the continuous detection time of the extracted detection target band component is used to notify the excess use of the toilet booth. It is added that the problem to be solved is completely different.

また、本発明においては、トイレブース内の物体が使用者(人)であるか否かを判断できれば十分であって、呼吸と心拍を特に区別して検知すること、あるいは、あえて詳細な呼吸数や心拍数を特定する必要は全くない。特に、設定された検知対象帯域の波形の強度の代表値(例えば平均値)に基づいて使用者の有無を判定するようにすれば、処理速度の比較的小さい安価なマイクロプロセッサ等でも十分にリアルタイム判定を行うことができる。 Further, in the present invention, it is sufficient if it is possible to determine whether or not the object in the toilet booth is a user (person), and it is sufficient to detect breathing and heartbeat in a particularly distinctive manner, or to dare to detect a detailed respiratory rate or the like. There is no need to specify the heart rate. In particular, if the presence or absence of a user is determined based on a representative value (for example, an average value) of the waveform intensity of the set detection target band, even an inexpensive microprocessor having a relatively low processing speed can be sufficiently real-time. Judgment can be made.

また、呼吸と心拍のいずれか一方のみを選択的に検知するように構成してもよいが、呼吸と心拍を双方ともに包含する帯域の成分を利用して、特に呼吸と心拍の区別を行うことなく波形強度解析を行うこともできる。このようにすれば、呼吸と心拍のどちらか一方の信号強度が不十分な場合も、他方の信号強度が確保できていれば使用者の有無を問題なく判定できる。特に振幅の小さい心拍の成分は重ね着などで隠ぺいされやすいので、この場合はより振幅の大きい呼吸の成分が利用できることで、冬場などにおいても検知精度は格段に向上する。具体的には、検知対象帯域を0.3Hz以上1Hz以下(望ましくは、0.2Hz以上1.5Hz以下)の周波数範囲を包含するように設定しておくとよい。また、この帯域から外れる信号成分は、これをなるべく排除することで、心拍や呼吸以外の動きを検知することに伴う誤動作を生じにくくすることができる。 Further, although it may be configured to selectively detect only one of the respiration and the heartbeat, the component of the band including both the respiration and the heartbeat may be used to distinguish between the respiration and the heartbeat. It is also possible to perform waveform intensity analysis without. In this way, even if the signal strength of either breathing or heartbeat is insufficient, the presence or absence of a user can be determined without any problem as long as the signal strength of the other is secured. In particular, the heartbeat component with a small amplitude is easily concealed by layering or the like. In this case, the breathing component with a larger amplitude can be used, and the detection accuracy is significantly improved even in winter. Specifically, it is preferable to set the detection target band so as to include a frequency range of 0.3 Hz or more and 1 Hz or less (preferably 0.2 Hz or more and 1.5 Hz or less). Further, by eliminating the signal component outside this band as much as possible, it is possible to reduce the occurrence of malfunctions associated with detecting movements other than heartbeat and respiration.

検知対象帯域成分抽出手段は、検知信号の波形から検知対象帯域成分を抽出するバンドパスフィルタと、該バンドパスフィルタの通過波形信号の強度を評価する通過波形信号強度評価手段とを備えたものとして構成することができる。すなわち、検知対象帯域成分を埋没させる可能性のある大きな体動の帯域成分をフィルタリングにより除去する考え方であり、使用者有無判定手段は、通過波形信号の強度評価結果に基づいて判定を行う。検知対象帯域成分のバンドパスフィルタ通過波形を強度解析することで、心拍や呼吸に由来した生存微動成分の有無を簡単かつ確実に特定することができる。バンドパスフィルタはアナログフィルタ回路として構成してもよいが、検知対象帯域が上記のような低周波領域に設定されるため、DSP等を用いない低廉なハードウェア上でもデジタルフィルタを容易に構成でき、クロック周波数の低い汎用マイクロプロセッサ(例えばPICなど)にもソフトウェア的に十分組込みが可能である。 The detection target band component extraction means includes a bandpass filter that extracts the detection target band component from the waveform of the detection signal, and a pass waveform signal intensity evaluation means that evaluates the strength of the pass waveform signal of the bandpass filter. Can be configured. That is, the idea is to remove the band component of a large body movement that may bury the band component to be detected by filtering, and the user presence / absence determining means makes a determination based on the intensity evaluation result of the passing waveform signal. By intensity analysis of the bandpass filter pass waveform of the detection target band component, it is possible to easily and surely identify the presence or absence of the survival tremor component derived from the heartbeat or respiration. The bandpass filter may be configured as an analog filter circuit, but since the detection target band is set in the low frequency region as described above, the digital filter can be easily configured even on inexpensive hardware that does not use a DSP or the like. , It can be sufficiently incorporated into a general-purpose microprocessor with a low clock frequency (for example, PIC) in terms of hardware.

また、別の手法としては、検知対象帯域成分抽出手段は、検知信号の波形をフーリエ変換処理することにより該検知信号の周波数スペクトル情報を生成するフーリエ変換処理手段と、周波数スペクトル情報における検知対象帯域のスペクトル強度を評価する検知対象帯域スペクトル強度評価手段とを備えたものとして構成することもできる。これは、ドップラーセンサモジュールの波形出力をフーリエ変換により周波数と強度の分布情報に変換することで、検知対象帯域成分を大きな体動の帯域成分と分離して把握する手法であり、解析波形から大きな体動の帯域成分を除去する上記フィルタリングとは思想を異にするが、得られる効果については同様である。この場合、使用者有無判定手段は、検知対象帯域のスペクトル強度の評価結果に基づいて判定を行う。この手法では、サンプリングした検知信号(ドップラーシフト成分)をフーリエ変換処理して周波数スペクトル情報に変換し、検知対象帯域のスペクトル強度を解析することで、心拍や呼吸に由来した体動成分の有無を簡単かつ確実に特定することができる。フーリエ変換処理手段は専用ICなどで構成してもよいが、検知対象帯域が上記のような低周波領域に設定されるため、ここでもクロック周波数の低い汎用マイクロプロセッサ上でのソフトウェアコンポーネントとして十分組込みが可能である。この場合、処理的には高速フーリエ変換が演算量も少なく、安価なシステム構成を実現する上で有利である。 As another method, the detection target band component extraction means includes a Fourier transform processing means that generates frequency spectrum information of the detection signal by performing a Fourier transform processing on the waveform of the detection signal, and a detection target band in the frequency spectrum information. It can also be configured to include a detection target band spectrum intensity evaluation means for evaluating the spectral intensity of the above. This is a method of converting the waveform output of the Doppler sensor module into frequency and intensity distribution information by Fourier transform, and grasping the detection target band component separately from the large body motion band component. The idea is different from the above-mentioned filtering that removes the band component of body movement, but the effect obtained is the same. In this case, the user presence / absence determining means makes a determination based on the evaluation result of the spectral intensity of the detection target band. In this method, the sampled detection signal (Doppler shift component) is subjected to Fourier transform processing to convert it into frequency spectrum information, and the spectral intensity of the detection target band is analyzed to determine the presence or absence of body movement components derived from heartbeat and breathing. It can be easily and surely identified. The Fourier transform processing means may be configured with a dedicated IC or the like, but since the detection target band is set in the low frequency region as described above, it is sufficiently incorporated as a software component on a general-purpose microprocessor having a low clock frequency. Is possible. In this case, the fast Fourier transform has a small amount of computation in terms of processing, and is advantageous in realizing an inexpensive system configuration.

次に、ドップラーセンサモジュールは、マイクロ波送信波の出力部と、該送信波が動体により反射されて形成される反射波の受信部と、反射波のドップラーシフト波形成分を検波する検波部とを有したアナログ回路部と、検波部が抽出するドップラーシフト波形をデジタル変換してデジタル波形情報を生成するA/D変換部と、デジタル波形情報が入力される入出力部と、デジタル波形情報を解析して動体の有無を判定する動体判定プログラムが格納されるROMと、動体判定プログラムの実行エリアを形成するRAMと、動体判定プログラムを実行し、その判定結果を入出力部の判定出力ポートに出力させるCPUとを備えたマイクロプロセッサ部とを備えたものとして構成できる。このとき、ROMのプログラム格納エリアの一部が、外部からの書き込み処理が可能なPROM(Programmable Read Only Memory)エリアとして構成されるとともに、検知対象帯域成分抽出手段及び使用者有無判定手段の機能実現プログラムが、CPUが読み取り可能な形でPROMエリアに書き込み格納され、CPUは、それら機能実現プログラムが組み込まれた形で動体判定プログラムを実行し、判定出力ポートから判定結果を出力させるように構成できる。 Next, the Doppler sensor module has an output unit of a microwave transmission wave, a reception unit of a reflected wave formed by reflecting the transmitted wave by a moving body, and a detection unit for detecting a Doppler shift waveform component of the reflected wave. Analyzing digital waveform information, including an analog circuit unit, an A / D conversion unit that digitally converts the Doppler shift waveform extracted by the detection unit to generate digital waveform information, an input / output unit that inputs digital waveform information, and an input / output unit that inputs digital waveform information. The ROM that stores the moving object determination program that determines the presence or absence of a moving object, the RAM that forms the execution area of the moving object determination program, and the moving object determination program are executed, and the determination result is output to the determination output port of the input / output unit. It can be configured as having a microprocessor unit provided with a CPU to be used. At this time, a part of the program storage area of the ROM is configured as a PROM (Programmable Read Only Memory) area that can be written from the outside, and the functions of the detection target band component extraction means and the user presence / absence determination means are realized. The program is written and stored in the PROM area in a form readable by the CPU, and the CPU can be configured to execute the motion determination program in a form incorporating these function realization programs and output the determination result from the determination output port. ..

上記構成のように、信号処理部となるマイクロプロセッサ部をドップラーセンサモジュールが備え、かつ、そのプログラム格納エリアとなるROMの一部がPROMで構成されていれば、検知対象帯域成分抽出手段(及び使用者有無判定手段)の機能実現プログラムはそのPROMエリアに対し外部から書き込むことで追加格納することができる。これにより、本来であれば、A/D変換されたドップラーシフト波形の全帯域の強度に基づいて動体有無が判定されるところ、ドップラーセンサモジュール周辺へのハードウェアコンポーネントを何ら追加することなく、検知対象帯域成分に特化した解析結果(つまり、呼吸や心拍の有無の解析結果)を反映した形で使用者の有無が判定できるようドップラーセンサモジュールの動作をカスタマイズでき、本発明のトイレブース使用状況報知システムの要部を極めて簡便な構成にて実現できる。 If the Doppler sensor module includes a microprocessor unit that serves as a signal processing unit and a part of the ROM that serves as the program storage area is composed of a PROM as in the above configuration, the detection target band component extraction means (and) The function realization program of the user presence / absence determination means) can be additionally stored by writing to the PROM area from the outside. As a result, the presence or absence of a moving object is normally determined based on the intensity of the entire band of the A / D converted Doppler shift waveform, but it is detected without adding any hardware component around the Doppler sensor module. The operation of the Doppler sensor module can be customized so that the presence or absence of the user can be determined in a form that reflects the analysis result specialized for the target band component (that is, the analysis result of the presence or absence of breathing or heartbeat), and the usage status of the toilet booth of the present invention. The main part of the notification system can be realized with an extremely simple configuration.

使用状況報知情報出力手段は、トイレブースの外に付帯設置された報知表示部に使用継続超過情報を表示出力するものとして構成できる。トイレブースに付帯設置された報知表示部に使用継続超過情報が表示出力されることで、トイレの巡視者は使用中のトイレブースを発見したとき、その表示を見ることでブースが長時間占有されていることを一目で把握でき、中の使用者に安否確認のため声かけしたり、応答がない場合は開扉したりするといった緊急対応に速やかに移行することができる。 The usage status notification information output means can be configured to display and output usage continuation excess information on a notification display unit incidentally installed outside the toilet booth. By displaying and outputting the usage continuation excess information on the notification display unit attached to the toilet booth, when a toilet patrol person finds a toilet booth in use, the booth is occupied for a long time by seeing the display. It is possible to grasp at a glance what is happening, and to promptly shift to an emergency response such as calling out to the user inside to confirm the safety or opening the door if there is no response.

トイレブースは、そのほとんどがブース内側から操作可能な扉施錠機構と、扉の施錠状態を扉の外から識別できる位置にて扉施錠機構と連動して切替表示する既設の施錠表示部とを備えている。この場合、本発明における報知表示部は、該施錠表示部と別体に設けること(例えば、後付け設置すること)が可能であり、かつ、扉施錠機構の作動状態と無関係に使用状況報知情報を表示出力ように構成できる。トイレブースの既設の施錠表示部の状態は、後述の通り、実際のトイレブースの占有状態を反映していないことがあり得る。しかし、本発明においては、ドップラーセンサモジュールによる生存微動検知を用いることで使用者による内部の占有状態を高信頼率で判定でき、使用状況報知情報出力手段にその内容を出力できるので、トイレブースの使用者は既設の施錠表示部の状態によらず、より確度の高いトイレブースの使用状態把握が可能となる。 Most of the toilet booths are equipped with a door locking mechanism that can be operated from the inside of the booth and an existing locking display unit that switches and displays the locked state of the door in conjunction with the door locking mechanism at a position that can be identified from the outside of the door. ing. In this case, the notification display unit in the present invention can be provided separately from the locking display unit (for example, it can be retrofitted), and the usage status notification information is displayed regardless of the operating state of the door locking mechanism. Can be configured for display output. The state of the existing lock display of the toilet booth may not reflect the actual occupied state of the toilet booth, as will be described later. However, in the present invention, by using the survival tremor detection by the Doppler sensor module, the internal occupation state by the user can be determined with a high reliability rate, and the content can be output to the usage status notification information output means. The user can grasp the usage status of the toilet booth with higher accuracy regardless of the status of the existing lock display unit.

使用状況報知情報出力手段は、判定結果が使用者ありの状態を示し、かつ使用継続時間が閾時間を超過していない場合に、報知表示部に、トイレブースが使用中であることを示す使用中情報を使用継続超過情報と区別可能に表示出力するよう構成することもできる。使用継続時間が閾時間を超過していない場合も、超過時と異なる内容で敢えて表示を行うことで、そのトイレブースが通常の使用状態にあることを容易に把握することができる。このとき、トイレブースの使用者が扉の施錠を失念して入室していた場合も、使用状況報知情報出力手段の表示状態により当該ブース内に使用者がいることが報知される。これにより、使用者がいる「あき」表示状態のブースの扉が次の利用者により不用意に開け放たれ、中の使用者が狼狽してしまう流れを防止ないし抑制することができる。これは、施錠されていなくても一見強固な閉鎖状態が形成されてしまう引き戸式の扉が採用されている場合(例えば列車トイレなど)に生じやすい問題であり、上記構成の採用により効果的に解決を図ることができる。例えば、前述の扉施錠機構が扉に対し施錠解除状態とされ施錠表示部が非施錠状態を表示している場合において、判定結果が使用者ありの状態を示している場合に、使用状況報知情報出力手段は報知表示部に使用中情報を出力するように構成することができる。 The usage status notification information output means is used to indicate that the toilet booth is in use on the notification display unit when the determination result indicates that there is a user and the usage duration does not exceed the threshold time. It can also be configured to display and output the medium information so that it can be distinguished from the usage continuation excess information. Even if the usage duration does not exceed the threshold time, it is possible to easily grasp that the toilet booth is in a normal use state by intentionally displaying the contents different from those at the time of exceeding. At this time, even if the user of the toilet booth forgets to lock the door and enters the room, it is notified that the user is in the booth by the display state of the usage status notification information output means. As a result, it is possible to prevent or suppress the flow in which the door of the booth in the "open" display state in which the user is present is inadvertently opened by the next user and the user inside is upset. This is a problem that tends to occur when a sliding door type door is adopted (for example, a train toilet), which forms a seemingly strong closed state even if it is not locked, and it is more effective to adopt the above configuration. A solution can be achieved. For example, when the above-mentioned door locking mechanism is in the unlocked state for the door and the locked display unit displays the unlocked state, and the determination result indicates the state with the user, the usage status notification information. The output means can be configured to output in-use information to the notification display unit.

他方、使用状況報知情報出力手段は、判定結果が使用者なしの状態を示している場合に、報知表示部にトイレブースがあき状態であることを示すあき情報を、使用継続超過情報及び使用中情報と区別可能に表示出力するように構成することもできる。これにより、そのトイレブースがあき状態にあることを外から容易に把握できる利点が生ずる。また、稀ではあるが、トイレブースから人が退出する際の扉閉鎖時の振動等で扉の内鍵が動き、無人のブースが施錠されてしまうことがある。しかし、上記の表示は、生存微動信号が存在しないことに基づきブースが真正の「あき状態」であることを示すものであるから、「使用中」となっているブースが実は「あき」状態であることを外から目視で把握できるようになる。その結果、当該のブースが使えるにもかかわらず「使用中」となって、次の利用を妨げてしまう不具合を効果的に回避することができる。 On the other hand, when the determination result indicates that there is no user, the usage status notification information output means provides the space information indicating that the toilet booth is in the open state on the notification display unit, such as continuous use excess information and in use. It can also be configured to be displayed and output so that it can be distinguished from information. This has the advantage that the toilet booth can be easily recognized from the outside as being in an open state. In addition, although it is rare, the internal key of the door may move due to vibration when the door is closed when a person leaves the toilet booth, and the unmanned booth may be locked. However, since the above display indicates that the booth is in a genuine "open state" based on the absence of a survival tremor signal, the booth that is "in use" is actually in the "open state". You will be able to visually grasp something from the outside. As a result, it is possible to effectively avoid a problem that the booth is "in use" even though it can be used, which hinders the next use.

なお、一般使用者にとって、同じトイレブースに既設の施錠表示部と報知表示部とが併設されている場合、2つの表示部の表示状態が相違していると、実際のブースの占有状態がどちらの表示部に反映されているのかの把握ができなくなり、混乱要因となることも考えられる。この場合、既設の施錠表示部を隠蔽する位置に報知表示部を設置すれば、表示が一義的となって混乱要因を解消できる。 For general users, if the existing lock display unit and notification display unit are installed side by side in the same toilet booth, and if the display states of the two display units are different, which is the actual booth occupancy state? It may become a cause of confusion because it becomes impossible to grasp whether it is reflected in the display part of. In this case, if the notification display unit is installed at a position that hides the existing lock display unit, the display becomes unique and the cause of confusion can be eliminated.

一方、報知表示部は、立位にある視認者がトイレブースの扉を左右の視界の一方に寄せた視野にて見込んだ時に発光状態が視認可能となるように、トイレブースの扉の幅方向の一方に隣接する壁部外側面上に取り付けられるとともに、互いに異なる内容の使用状況報知情報を発光状態の相違により区別可能に出力する発光表示部として構成することができる。このような発光表示部は、集合トイレや列車トイレのように通路と平行にブース扉が設置される場合、通路を歩行する利用者や巡視者は、遠くにあるブースであっても発光表示部の発光状態により当該ブースの占有状況を容易に把握でき、特に時間超過して占有されているブースについては、これをいち早く発見して必要な対応に速やかに移行できる利点が生ずる。また、既設の施錠表示部が非発光形態のものであっても、上記発光表示部を新たな施錠表示部として容易に後付け設置することが可能である。 On the other hand, the notification display unit is in the width direction of the toilet booth door so that the light emitting state can be visually recognized when a standing viewer looks at the toilet booth door in a field of view that is closer to one of the left and right fields of view. It can be mounted on the outer surface of the wall portion adjacent to one of them, and can be configured as a light emitting display unit that outputs usage status notification information having different contents in a distinctive manner depending on the difference in light emitting state. When the booth door is installed parallel to the aisle like a collective toilet or a train toilet, such a light emitting display unit is used by users and patrols walking in the aisle even if the booth is far away. The occupancy status of the booth can be easily grasped from the light emitting state of the booth, and especially for a booth that is occupied over time, there is an advantage that this can be found early and the necessary response can be promptly taken. Further, even if the existing locked display unit has a non-light emitting form, the light emitting display unit can be easily retrofitted as a new locked display unit.

また、使用状況報知情報出力手段は、使用状況報知情報を外部ネットワークに無線ないし有線の通信手段により通信出力する通信出力手段を有するものとして構成することもできる。これにより、トイレブースに対する巡回監視者が不在の状況にあっても、使用継続超過などの異常が発生したとき、外部に通信により遠隔報知することができ、より手厚い対応を行うことが可能となる。 Further, the usage status notification information output means may be configured to have a communication output means for outputting the usage status notification information to the external network by wireless or wired communication means. As a result, even if there is no patrol observer for the toilet booth, when an abnormality such as excessive use continues, it is possible to remotely notify the outside by communication, and it is possible to take a more generous response. ..

本発明の作用及び効果の詳細については、「課題を解決するための手段」の欄にすでに記載したので、ここでは繰り返さない。 The details of the action and effect of the present invention have already been described in the column of "Means for Solving the Problem" and will not be repeated here.

本発明のトイレブース使用状況報知システムを列車トイレに設置する例を模式的に示す図。The figure which shows typically the example of installing the toilet booth usage condition notification system of this invention in a train toilet. 扉施錠機構の拡大図。Enlarged view of the door locking mechanism. 施錠表示部の一例を表示例とともに示す図。The figure which shows an example of the lock display part together with the display example. 発光表示部として構成した報知表示部の第一例を示す正面図。The front view which shows the 1st example of the notification display part configured as a light emission display part. トイレブース内におけるドップラーセンサモジュールの検知域の一例を示す平面模式図。Schematic diagram showing an example of the detection area of the Doppler sensor module in the toilet booth. トイレブース使用状況報知システムの全体構成の一例を示すブロック図。A block diagram showing an example of the overall configuration of the toilet booth usage status notification system. ドップラーセンサモジュールの詳細を示すブロック図。A block diagram showing details of the Doppler sensor module. ドップラーセンサモジュールの検知信号のバンドパスフィルタ処理の概念を示す図。The figure which shows the concept of the bandpass filter processing of the detection signal of a Doppler sensor module. バンドパスフィルタ処理後の波形の強度解析の一例を示す図。The figure which shows an example of the intensity analysis of the waveform after the bandpass filter processing. フーリエ変換により生成した周波数スペクトルの検知対象帯域成分の強度解析を行う概念を示す図。The figure which shows the concept of performing the intensity analysis of the detection target band component of the frequency spectrum generated by the Fourier transform. 使用者検知処理の第一例の流れを示すフローチャート。A flowchart showing the flow of the first example of the user detection process. 同じく第二例の流れを示すフローチャート。Similarly, a flowchart showing the flow of the second example. 判定プログラムの流れを示すフローチャート。A flowchart showing the flow of the judgment program. トイレブース使用状況と施錠表示部及び報知表示部の表示形態の第一例を示す図。The figure which shows the 1st example of the toilet booth usage situation and the display form of a lock display part and a notification display part. 同じく第二例を示す図。Similarly, the figure which shows the second example. 同じく第三例を示す図。Similarly, the figure which shows the third example. 同じく第四例を示す図。Similarly, the figure which shows the 4th example. 発光表示部として構成した報知表示部の別使用形態を示す図。The figure which shows the different use form of the notification display part configured as a light emission display part. 図18の発光表示部の詳細を示す図。The figure which shows the detail of the light emission display part of FIG. 本発明のトイレブース使用状況報知システムを集合トイレに設置する例を模式的に示す図。The figure which shows typically the example of installing the toilet booth usage status notification system of this invention in a collective toilet. 既設の施錠表示部を隠蔽する形で報知表示部を設置する例を示す図The figure which shows the example which installs the notification display part in the form of concealing the existing lock display part. 発光表示部として構成した報知表示部の第三例を示す正面図。The front view which shows the 3rd example of the notification display part configured as a light emission display part. 報知表示部を平面ディスプレイにて構成した例を示す図。The figure which shows the example which configured the notification display part by a flat display.

以下、本発明の実施の形態を添付の図面に基づき説明する。
図1は本発明のトイレブース使用状況報知システムを列車トイレに設置する場合の構成例を模式的に示す図である。トイレブース200は、車両のデッキ付近において通路に面する側に出入り口が設けられ、施錠可能な扉202により該出入口が開閉可能に閉鎖される。その内部床面には洋式便器201が設けられている。扉202は引き戸として構成され、外側面には開閉操作用のドアノブ203が設けられている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a diagram schematically showing a configuration example when the toilet booth usage status notification system of the present invention is installed in a train toilet. The toilet booth 200 is provided with an entrance / exit on the side facing the aisle near the deck of the vehicle, and the entrance / exit is closed by a lockable door 202 so as to be openable / closable. A Western-style toilet bowl 201 is provided on the inner floor surface. The door 202 is configured as a sliding door, and a doorknob 203 for opening / closing operation is provided on the outer surface.

一方、該ドアノブ203よりも幾分高い位置において扉202の内側面には扉施錠機構204が設けられている。図2に示すように、扉施錠機構204は、ブース内側から操作が可能なフック金具204tを有し、回転支持部204pを介して扉202に対し扉面と平行な面内にて回動可能に取り付けられている。解錠位置ではフック金具204tは先端が垂直上方を向くように位置し、この状態から指でフック金具204tを回し落とすように操作すると、その先端が扉枠壁部202a側のフック受け入れ凹部202c内にはまり込んで施錠位置となり、内部に形成されたフック係合部210と係合して施錠状態が形成される。また、解錠する場合はフック金具204tを跳ね上げるように逆方向に回転させ解錠位置に戻せばよい。 On the other hand, a door locking mechanism 204 is provided on the inner surface of the door 202 at a position slightly higher than the door knob 203. As shown in FIG. 2, the door locking mechanism 204 has a hook metal fitting 204t that can be operated from the inside of the booth, and can rotate in a plane parallel to the door surface with respect to the door 202 via the rotation support portion 204p. It is attached to. At the unlocked position, the hook metal fitting 204t is positioned so that the tip faces vertically upward, and when the hook metal fitting 204t is operated by turning it down with a finger from this state, the tip is inside the hook receiving recess 202c on the door frame wall portion 202a side. It gets stuck in the locked position and engages with the hook engaging portion 210 formed inside to form a locked state. Further, when unlocking, the hook metal fitting 204t may be rotated in the opposite direction so as to flip up and returned to the unlocking position.

図1に戻り、扉枠壁部202aの外側には、扉施錠機構204のフック金具204tの回転動作と連動して表示板がスライドする施錠表示部205が取り付けられている。この施錠表示部205は、図3に示すように、フック金具204tを解錠位置に跳ね上げるとトイレブース200があき状態であることを示す文字表示(以下、「あき」表示という)状態となり、フック金具204tを施錠位置に倒すと、表示板がスライドしつつ「あき」表示を隠蔽する重なり位置に移動し、トイレブース200が使用状態であることを示す文字表示(以下、「使用中」表示という)状態となる。すでに周知の機構であるため、これ以上の詳細な説明は略する。 Returning to FIG. 1, a locking display unit 205 is attached to the outside of the door frame wall portion 202a so that the display plate slides in conjunction with the rotational operation of the hook metal fitting 204t of the door locking mechanism 204. As shown in FIG. 3, the lock display unit 205 is in a character display state (hereinafter referred to as “open” display) indicating that the toilet booth 200 is in an open state when the hook metal fitting 204t is flipped up to the unlocked position. When the hook metal fitting 204t is tilted to the locked position, the display board slides and moves to the overlapping position that hides the "open" display, and the character display indicating that the toilet booth 200 is in use (hereinafter, "in use" display). It becomes a state. Since it is a well-known mechanism, further detailed description is omitted.

図1に戻り、トイレブース200内には、検知用マイクロ波を送出することにより検知域DAを形成するドップラーセンサモジュール3が取り付けられている。ドップラーセンサモジュール3は、便器201に着座する使用者PPに対し、該使用者PPの心拍及び呼吸の少なくともいずれかを検出するために使用者PPの胸部に向けて検知用マイクロ波を送出するものである。具体的には、着座する使用者PPの胸部に対応した位置(例えば床面から50cm以上1m以下)にて、使用者PPの前方から胸部に向けて検知用マイクロ波を送出できるように設置高さが調整されている。本実施形態では、トイレブース200は使用者PPの側方に扉202が設置されており、ドップラーセンサモジュール3は筐体に収容されたセンサユニット4の形で使用者PPの前方側の内壁面に取り付けられている。なお、ドップラーセンサモジュール3は図中一点鎖線で示すように、使用者PPの背後から検知用マイクロ波を送出するように取り付けてもよいし、心拍ないし呼吸の微動を検知できる範囲内で、トイレブースの天井(ないし天井裏)に取り付けることも可能である。しかし、呼吸や心拍に伴う生存微動の信号強度を大きく取得するためには、使用者PPの胸部前方側に取り付けるほうがより有利である。 Returning to FIG. 1, a Doppler sensor module 3 that forms a detection area DA by transmitting a detection microwave is installed in the toilet booth 200. The Doppler sensor module 3 sends a detection microwave toward the chest of the user PP in order to detect at least one of the heartbeat and the respiration of the user PP sitting on the toilet bowl 201. Is. Specifically, the installation height is such that the detection microwave can be transmitted from the front of the user PP toward the chest at a position corresponding to the chest of the user PP to be seated (for example, 50 cm or more and 1 m or less from the floor surface). Has been adjusted. In the present embodiment, the toilet booth 200 has a door 202 installed on the side of the user PP, and the Doppler sensor module 3 is an inner wall surface on the front side of the user PP in the form of a sensor unit 4 housed in a housing. It is attached to. The Doppler sensor module 3 may be attached so as to emit a detection microwave from behind the user PP as shown by the alternate long and short dash line in the figure, or the toilet may be attached within the range where the heartbeat or the tremor of respiration can be detected. It can also be mounted on the ceiling (or attic) of the booth. However, in order to obtain a large signal intensity of survival tremors associated with respiration and heartbeat, it is more advantageous to attach it to the anterior chest side of the user PP.

本実施形態において、トイレブース使用状況報知システム1は、このドップラーセンサモジュール3による使用者PPの検出状態に基づきトイレブース200内の使用者PPの有無を判定し、その判定結果に基づいてトイレブース200の使用状況を示す使用状況報知情報を、トイレブース200の外に付帯設置された報知表示部13に出力するように構成されている。報知表示部13は扉枠壁部202aの外側面にて、トイレブース200横の通路を歩行する巡回者PIが立位にて視界にとらえることができる位置、本実施形態では、扉202側の施錠表示部205に隣接する高さ位置に取り付けられており、ブース内のセンサユニット4にケーブル5を介して接続されている。 In the present embodiment, the toilet booth usage status notification system 1 determines the presence or absence of the user PP in the toilet booth 200 based on the detection state of the user PP by the Doppler sensor module 3, and the toilet booth is based on the determination result. The usage status notification information indicating the usage status of the 200 is configured to be output to the notification display unit 13 incidentally installed outside the toilet booth 200. The notification display unit 13 is located on the outer surface of the door frame wall portion 202a at a position where the patrol person PI walking in the aisle next to the toilet booth 200 can be seen in a standing position, in the present embodiment, on the door 202 side. It is attached at a height position adjacent to the lock display unit 205, and is connected to the sensor unit 4 in the booth via a cable 5.

図4は報知表示部13を拡大して示すものである。該報知表示部13は発光表示部として構成され、上面が表示面となる扁平な筐体13mに対し2個のLED6,7を点灯状態が視認できるようにマウントしたものである。このうち、ドップラーセンサモジュール3による使用者PPの検出状態(判定結果)が「使用者なし」の状態を示している場合は、LED6(例えば青色)が点灯し、トイレブース200があき状態であることが報知される(以下、「「あき」LED6」ともいう)。他方、使用者PPの検出状態(判定結果)が使用者ありの状態を示している場合は、LED7(例えば赤色)が点灯し、トイレブース200が使用中状態であることが報知される(以下、「「使用中」LED7」ともいう)。 FIG. 4 is an enlarged view of the notification display unit 13. The notification display unit 13 is configured as a light emitting display unit, and two LEDs 6 and 7 are mounted on a flat housing 13 m whose upper surface is a display surface so that the lighting state can be visually recognized. Of these, when the detection state (determination result) of the user PP by the Doppler sensor module 3 indicates the state of "no user", the LED 6 (for example, blue) is lit and the toilet booth 200 is in the open state. Is notified (hereinafter, also referred to as "" Aki "LED 6"). On the other hand, when the detection state (determination result) of the user PP indicates that there is a user, the LED 7 (for example, red) lights up, and it is notified that the toilet booth 200 is in use (hereinafter,). , Also referred to as "in use" LED7).

そして、使用者ありの状態の連続継続時間、すなわちトイレブース200の使用継続時間が予め定められた閾時間を超過した場合には、「使用中」LED7は点滅状態に移行し、使用継続超過情報として報知出力される。すなわち、「あき」LED6及び「使用中」LED7の点灯状態により、トイレブース200に使用者が不在の状態(あき状態)、使用者が在室して使用継続時間が閾値未満の状態(通常の使用中状態)、及び使用継続時間が閾値を超えた状態(使用継続超過状態)の3つが区別して表示出力される。また、報知表示部13は、該施錠表示部205と別体に後付け設置されるものであり、扉施錠機構204の作動(表示)状態と無関係に、トイレブース200の上記使用状況を示す報知情報を表示出力する。 Then, when the continuous duration with the user, that is, the continuous use time of the toilet booth 200 exceeds a predetermined threshold time, the "in use" LED 7 shifts to the blinking state, and the continuous use information is exceeded. It is notified and output as. That is, depending on the lighting state of the "open" LED 6 and the "in use" LED 7, the user is absent from the toilet booth 200 (open state), and the user is in the room and the usage duration is less than the threshold value (normal state). The three states of the in-use state) and the use continuation time exceeding the threshold value (use continuation excess state) are displayed and output separately. Further, the notification display unit 13 is retrofitted separately from the lock display unit 205, and notification information indicating the above-mentioned usage status of the toilet booth 200 is irrespective of the operating (display) state of the door locking mechanism 204. Is displayed and output.

次に、ドップラーセンサモジュール3の構成は周知であり、検出波としてマイクロ波を検出域に送出し、動体による反射波を受信するとともに、反射波のドップラーシフトに由来した周波数成分(ドップラーシフト成分)を抽出し、動体の動きを検出するものである。送信波の周波数はマイクロ波帯(GHz帯)であるのに対し、人の動きなどを示すドップラー周波数は0.2~数十Hzの低周波帯であり、反射波はドップラーシフトによる周波数変調波と見ることができる。したがって、一般的なドップラーセンサモジュールにおいては、反射波を直交検波してドップラーシフト成分を抽出する方式が採用されている。 Next, the configuration of the Doppler sensor module 3 is well known, and a microwave is sent to the detection area as a detection wave, a reflected wave by a moving body is received, and a frequency component (Doppler shift component) derived from the Doppler shift of the reflected wave is received. Is extracted and the movement of the moving body is detected. The frequency of the transmitted wave is in the microwave band (GHz band), while the Doppler frequency indicating the movement of a person is in the low frequency band of 0.2 to several tens of Hz, and the reflected wave is a frequency-modulated wave due to Doppler shift. Can be seen. Therefore, in a general Doppler sensor module, a method of orthogonally detecting a reflected wave and extracting a Doppler shift component is adopted.

図5に示すように、ドップラーセンサモジュール3は基板4S上に実装され、さらに筐体4cに収容されてセンサユニット4が形成されている。筐体4cは、ドップラーセンサモジュール3が出力するマイクロ波を透過可能な樹脂材料(例えばABS樹脂やPBT樹脂等)により構成されている。ドップラーセンサモジュール3はモジュールパッケージの主面法線NLの方向にマイクロ波を送出するようになっており、該マイクロ波の送出領域すなわち検出域DAは、平面視にて該主面法線NLを中心軸線とする扇形の広がりを有している。その感度については、使用者PPのみを選択的に認識できるようにするために、ドップラーセンサモジュール3の検知域DAの中心軸線方向にて3m以上、より望ましくは2m以上離れて位置する人物の生存微動に対する検知能力が消失する(ないし、設定閾値未満となる)程度に選定されていることが望ましい。 As shown in FIG. 5, the Doppler sensor module 3 is mounted on the substrate 4S and further housed in the housing 4c to form the sensor unit 4. The housing 4c is made of a resin material (for example, ABS resin, PBT resin, etc.) capable of transmitting microwaves output by the Doppler sensor module 3. The Doppler sensor module 3 is designed to transmit microwaves in the direction of the main surface normal NL of the module package, and the microwave transmission area, that is, the detection area DA is the main surface normal NL in a plan view. It has a fan-shaped spread as the central axis. Regarding the sensitivity, in order to selectively recognize only the user PP, the survival of a person located at a distance of 3 m or more, more preferably 2 m or more in the direction of the central axis of the detection area DA of the Doppler sensor module 3. It is desirable that the selection is made to the extent that the detection ability for fine movements disappears (or becomes less than the set threshold value).

本実施形態では、上記好ましい条件を充足するドップラーセンサモジュール3の市販品として、新日本無線株式会社製のNJR4265J1(送信波周波数:24.25GHz)を用いている。図5において、その平面視での検出域DAの広がり角度φは、主面法線NLに関し左右それぞれ40°程度である。また、筐体4cに対し基板4Sは、実装されたドップラーセンサモジュール3の主面法線NLと筐体4cの前面とが垂直となるように組み込まれている。また、検出域DAは主面法線NLの一方の側(パッチアンテナ等が実装される側)に強い指向性を有し、反対側への広がりは非常に小さい。したがって、検出域DAを使用者PP側に向けることで、ブース外の生存微動が誤検知される心配はほとんどない。 In this embodiment, NJR4265J1 (transmitted wave frequency: 24.25 GHz) manufactured by New Japan Radio Co., Ltd. is used as a commercially available product of the Doppler sensor module 3 satisfying the above preferable conditions. In FIG. 5, the spread angle φ of the detection area DA in the plan view is about 40 ° to the left and right with respect to the main surface normal NL. Further, the substrate 4S is incorporated so that the main surface normal NL of the mounted Doppler sensor module 3 and the front surface of the housing 4c are perpendicular to the housing 4c. Further, the detection area DA has a strong directivity on one side of the main surface normal NL (the side on which the patch antenna or the like is mounted), and the spread to the opposite side is very small. Therefore, by directing the detection area DA toward the user PP side, there is almost no concern that survival tremors outside the booth will be erroneously detected.

次に図6は、トイレブース使用状況報知システム1の全体の電気的構成を示すブロック図である。トイレブース使用状況報知システム1はマイコン50を処理主体として備えている。マイコン50は例えばPIC(例えばPIC12F683:マイクロチップ・テクノロジー社製、等)にて構成され、CPU51、プログラム実行領域となるRAM52、プログラムが格納されるROM54、入出力部53及びそれらを相互に接続するバス55等がワンチップ化されたものである。本実施形態では、入出力部53に接続されるI/O拡張IC56(例えばMCP23008:MICROHIP社製)によりポート数が拡張されている(従って、広義にはマイコン50とI/O拡張IC56とを合わせて一般のマイコンの概念が構築されていると考えてもよい)。ROM54には、すでに説明した各機能実現手段を具現化するためのプログラム群、具体的にはブース内使用者判定プログラム54aと通信制御プログラム54bとが書き込まれている。 Next, FIG. 6 is a block diagram showing the overall electrical configuration of the toilet booth usage status notification system 1. The toilet booth usage status notification system 1 includes a microcomputer 50 as a processing subject. The microcomputer 50 is composed of, for example, a PIC (for example, PIC12F683: manufactured by Microchip Technology Co., Ltd., etc.), and connects the CPU 51, the RAM 52 as the program execution area, the ROM 54 in which the program is stored, the input / output unit 53, and the like to each other. The bus 55 and the like are integrated into one chip. In the present embodiment, the number of ports is expanded by the I / O expansion IC 56 (for example, MCP2308: manufactured by MICROHIP) connected to the input / output unit 53 (therefore, in a broad sense, the microcomputer 50 and the I / O expansion IC 56 are used. At the same time, it may be considered that the concept of a general microcomputer is constructed). In the ROM 54, a program group for embodying each function realization means already described, specifically, an in-booth user determination program 54a and a communication control program 54b are written.

I/O拡張IC56には、前述のドップラーセンサモジュール3が接続されている。また、報知表示部13に組み込まれた「あき」LED6及び「使用中」LED7には電流調整抵抗6a,7aが接続され、これらLED6,7の駆動ラインと接地ラインとを束ねたケーブル5を介してI/O拡張IC56に接続されている。I/O拡張IC56の各ポートは、信号変化エッジが有効となる状態割り込みポート(設定により立上りエッジか立下りエッジのいずれかが有効となる)と、弱プルアップによる双方向入出力ポートの一方又は双方として機能する。状態割り込みポートとしての使用可否は、制御レジスタの設定により決定される。具体的には、ドップラーセンサモジュール3の接続ポートは抵抗3aを介してプルアップされ、使用者ありとなしとに対応したビット情報の出力ポートとして使用される。また、LED6,7の接続ポートは、点灯及び消灯の2つの制御状態に対応させるためのビット情報の出力ポートとして使用される。 The above-mentioned Doppler sensor module 3 is connected to the I / O expansion IC 56. Further, current adjustment resistors 6a and 7a are connected to the "open" LED 6 and the "in use" LED 7 incorporated in the notification display unit 13, via a cable 5 that bundles the drive lines and the grounding lines of the LEDs 6 and 7. Is connected to the I / O expansion IC 56. Each port of the I / O expansion IC56 is one of a state interrupt port in which the signal change edge is enabled (either the rising edge or the falling edge is enabled depending on the setting) and a bidirectional input / output port by weak pull-up. Or function as both. Whether or not it can be used as a state interrupt port is determined by the setting of the control register. Specifically, the connection port of the Doppler sensor module 3 is pulled up via the resistor 3a and used as an output port of bit information corresponding to the presence or absence of the user. Further, the connection ports of the LEDs 6 and 7 are used as output ports of bit information for corresponding to two control states of lighting and extinguishing.

また、I/O拡張IC56には、ハブ66に接続された無線アクセスポイント(WiFiルータ)68を介してインターネット100に無線LAN接続するためのWiFiモジュール61が接続され、トイレブース200が同一使用者により使用継続超過状態となっている等の情報をインターネット100上の管理サーバに無線送信できるようにしてある。なお、この情報は、I/O拡張IC56に接続されたUSBインターフェース63、コネクタ64及びパーソナルコンピュータ65等を介して有線通信により送信できるようにしてもよい。 Further, the I / O expansion IC 56 is connected to a WiFi module 61 for wireless LAN connection to the Internet 100 via a wireless access point (WiFi router) 68 connected to the hub 66, and the toilet booth 200 is the same user. It is possible to wirelessly transmit information such as the state of continuous use excess to the management server on the Internet 100. This information may be transmitted by wire communication via the USB interface 63, the connector 64, the personal computer 65, etc. connected to the I / O expansion IC 56.

また、センサユニット4には電源コネクタ58が設けられ、トイレブース200内の電源ラインより所定の外部電源電圧(例えばAC100あるいはAC24V等)が入力される。該外部電源電圧は電源回路57によりDC5V等の信号制御電圧に変換され、回路各部に供給される。また、回路各部の接地ライン(GND)は外部電源入力の接地ラインと共有化されている。 Further, the sensor unit 4 is provided with a power connector 58, and a predetermined external power supply voltage (for example, AC100 or AC24V) is input from the power supply line in the toilet booth 200. The external power supply voltage is converted into a signal control voltage such as DC5V by the power supply circuit 57 and supplied to each part of the circuit. Further, the grounding line (GND) of each part of the circuit is shared with the grounding line of the external power supply input.

次に、図7は、センサユニット4の内部構成の詳細を示すブロック図である。ドップラーセンサモジュール3は、検出プローブであるマイクロ波を発生させる高周波回路部(ドップラーセンサRF回路)38を備え、パッチアンテナ等から構成される送信アンテナ37t及び受信アンテナ37rが接続される。高周波回路部38は送信周波数の発信回路を有し、これを増幅して送信アンテナ37tより対象物に送信し、その反射波を受信アンテナ37rにより受信する。反射波は前述の通り送信波がドップラーシフト成分で変調された波形を有するが、高周波回路部38内ではその入力反射波の同相波(Ich)と、図示しない位相シフト回路により90°移相した直交波(Qch)とを発生させ、各々高周波アンプ39を介して乗算器からなる直交検波回路(直交検波部(MUX))40に入力することで、変調成分であるドップラーシフト波形が抽出される。これらのブロックがドップラーセンサモジュール3のアナログ回路部3aを構成する。 Next, FIG. 7 is a block diagram showing details of the internal configuration of the sensor unit 4. The Doppler sensor module 3 includes a high-frequency circuit unit (Doppler sensor RF circuit) 38 that generates microwaves as a detection probe, and is connected to a transmitting antenna 37t and a receiving antenna 37r composed of a patch antenna or the like. The high frequency circuit unit 38 has a transmission circuit having a transmission frequency, amplifies it, transmits it to an object from the transmission antenna 37t, and receives the reflected wave by the reception antenna 37r. As described above, the reflected wave has a waveform in which the transmitted wave is modulated by the Doppler shift component, but in the high frequency circuit unit 38, the phase is shifted by 90 ° by the in-phase wave (Ich) of the input reflected wave and a phase shift circuit (not shown). By generating an orthogonal wave (Qch) and inputting it to an orthogonal detection circuit (orthogonal detection unit (MUX)) 40 composed of a multiplier via a high frequency amplifier 39, a Doppler shift waveform which is a modulation component is extracted. .. These blocks form the analog circuit unit 3a of the Doppler sensor module 3.

一方、ドップラーセンサモジュール3には信号処理を行うためのマイクロプロセッサ部(デジタル回路部)3dが設けられる。マイクロプロセッサ部3dは、CPU31、RAM32、ROM34、PROM36、入出力部33とそれらを接続するバス42、及び直交検波回路40からのドップラーシフト成分の検波波形(検知信号)をデジタル変換して入出力部33に入力するA/D変換器(変換部)41とを有する。信号処理プログラムは読取専用メモリ(Read Only Memory:ROM)部に格納されるが、そのROM部のプログラム格納エリアが、書換え処理が不能なROM34のエリアと書換え処理あるいは書込み処理が可能なPROM36のエリアとによって構成されている。 On the other hand, the Doppler sensor module 3 is provided with a microprocessor unit (digital circuit unit) 3d for performing signal processing. The microprocessor unit 3d digitally converts the detection waveform (detection signal) of the Doppler shift component from the CPU 31, RAM 32, ROM 34, PROM 36, the input / output unit 33 and the bus 42 connecting them, and the orthogonal detection circuit 40 for input / output. It has an A / D converter (converter) 41 to be input to the unit 33. The signal processing program is stored in the read-only memory (ROM) section, and the program storage area of the ROM section is the area of the ROM 34 that cannot be rewritten and the area of the FROM 36 that can be rewritten or written. It is composed of and.

例えばROM34はマスクROMにて構成され、検波波形のノイズ除去を行ない、さらに仕様に定められた動体速度範囲をカバーする全周波数帯域にてその強度評価を行うことにより動体の有無を判定する標準プログラムが消去不能に搭載されている。これは、ドップラーセンサモジュール3の製品仕様書に開示された動体検知・出力機能が、ユーザーによる誤ったプログラムの書き換えにより喪失しないようにするためである。 For example, the ROM 34 is composed of a mask ROM, and is a standard program that determines the presence or absence of a moving object by removing noise from the detected waveform and evaluating its intensity in the entire frequency band covering the moving object velocity range specified in the specifications. Is installed indelibly. This is to prevent the motion detection / output function disclosed in the product specifications of the Doppler sensor module 3 from being lost due to an erroneous program rewriting by the user.

一方、PROM36はEPROM(Erasable Programmable ROM)あるいはEEPROM(Electrically Erasable Programmable ROM)にて構成され、データ読み出し時よりも高電圧を印加するか、あるいは紫外線の照射により内容が消去可能に構成され、同じく高電圧印加により再書き込みが可能となっている。このPROM36のエリアには、バンドパスフィルタモジュール36aと使用者検知プログラム36cが格納されている。この2つのプログラムは、検知対象帯域成分抽出手段、検知対象帯域成分強度評価手段、使用者有無判定手段及び使用継続時間計測手段を構成するものである。 On the other hand, the PROM 36 is composed of an EPROM (Erasable Programmable ROM) or an EEPROM (Electrically Erasable Programmable ROM), and is configured so that the contents can be erased by applying a higher voltage than when reading data or by irradiating with ultraviolet rays. Rewriting is possible by applying a voltage. The bandpass filter module 36a and the user detection program 36c are stored in the area of the PROM 36. These two programs constitute a detection target band component extraction means, a detection target band component intensity evaluation means, a user presence / absence determination means, and a usage duration measuring means.

ドップラーセンサモジュール3の動作制御プログラムの先頭には、どのプログラムモジュールを処理に使用するかの情報(プログラム名ないしプログラム格納アドレス)を指定する実行指定ルーチンが置かれるが、このルーチンはPROM36内に書き込まれ、初期状態(工場出荷時の状態)ではROM34内の標準プログラムを指定する内容が書き込まれている。そして、本実施形態においては、その内容がバンドパスフィルタモジュール36aと使用者検知判定プログラム36cとを指定する内容に書き換えられ、ROM34内の標準プログラムの不要なルーチンは実行されないようになっている(例えば、ノイズ除去処理など、本発明の実施に支障のないルーチンはそのまま引き継がれるようにプログラミングしておく)。 At the head of the operation control program of the Doppler sensor module 3, an execution specification routine that specifies information (program name or program storage address) as to which program module is used for processing is placed, and this routine is written in the PROM 36. In the initial state (factory default state), the contents that specify the standard program in the ROM 34 are written. Then, in the present embodiment, the contents are rewritten to the contents for designating the bandpass filter module 36a and the user detection determination program 36c, and unnecessary routines of the standard program in the ROM 34 are not executed (). For example, routines that do not interfere with the implementation of the present invention, such as noise reduction processing, are programmed so as to be inherited as they are).

一方、RAM32はプログラムの実行エリアとして機能するものであり、入力波形データを一定のサンプリング時間(例えば5秒以上20秒以下)にて波形バッファメモリ32aに取り込み、波形処理メモリ32bにて動体有無の判定演算を行なう。判定結果は入出力部33の判定出力ポート35から出力される。具体的には判定出力ポート35は、動体ありの判定がなされた場合は出力電圧がハイ(H)レベル(例えば+3V)となり、動体なしの判定がなされた場合はオープンとなる。本実施形態では、例えば動体ありをHレベル、動体なしをLレベル(逆でもよい)として二値出力するために、判定出力ポート35は付加抵抗(図6の符号3a)を介してプルアップされている。 On the other hand, the RAM 32 functions as an execution area of the program, and the input waveform data is taken into the waveform buffer memory 32a for a constant sampling time (for example, 5 seconds or more and 20 seconds or less), and the presence or absence of a moving object is present in the waveform processing memory 32b. Performs a judgment operation. The determination result is output from the determination output port 35 of the input / output unit 33. Specifically, the determination output port 35 has an output voltage of a high (H) level (for example, + 3V) when it is determined that there is a moving object, and is open when it is determined that there is no moving object. In the present embodiment, the determination output port 35 is pulled up via an additional resistor (reference numeral 3a in FIG. 6) in order to output binary values, for example, with a moving body as an H level and without a moving body as an L level (or vice versa). ing.

バンドパスフィルタモジュール36aは、検波されたドップラーシフト波形に対し、人の心拍及び呼吸の少なくともいずれかに由来した信号成分をカバーする周波数帯域が通過帯域(検知対象帯域)として定めている。一般的な人の呼吸周波数帯域は0.2Hz以上0.5Hz以下程度であり、心拍周波数帯域は0.5Hz以上2Hz以下程度である。例えば、0.1Hz以上3Hz以下の周波数範囲の30%以上(望ましくは50%以上)がカバーされるように検知対象帯域を設定すると、呼吸と心拍との少なくともいずれかは部分的にはカバーでき、かつ、着座、離座、身振りといった大きく急峻な体動の周波数帯からは確実に切り分けることができる。 The bandpass filter module 36a defines as a pass band (detection target band) a frequency band that covers a signal component derived from at least one of a person's heartbeat and respiration with respect to the detected Doppler shift waveform. The respiratory frequency band of a general person is about 0.2 Hz or more and 0.5 Hz or less, and the heart rate frequency band is about 0.5 Hz or more and about 2 Hz or less. For example, if the detection target band is set so as to cover 30% or more (preferably 50% or more) of the frequency range of 0.1 Hz or more and 3 Hz or less, at least one of respiration and heartbeat can be partially covered. Moreover, it can be reliably separated from the frequency band of large and steep body movements such as sitting, leaving, and gesturing.

本実施形態では、心拍ないし呼吸による使用者PPの検知精度をより高めるため、図8に示すように、呼吸と心拍を双方ともに包含する帯域の成分を利用して、呼吸と心拍の区別を特に行うことなく波形強度解析を行うようにしている。具体的には、検知対象帯域は0.2Hz以上1.5Hz以下の周波数範囲が包含されるように設定され、例えば通過帯域の下限を0.1Hz以上0.2Hz以下、上限が1.5Hz以上2Hz以下となるように定める。すると通過波形として、入力される直交検波波形から心拍成分と呼吸成分とが混合して抽出されたものが得られる。このようにすれば、呼吸と心拍のどちらか一方の信号強度が不十分な場合も、他方の信号強度が確保できていれば使用者PPの有無を問題なく判定できる。特に振幅の小さい心拍の成分は重ね着などで隠ぺいされやすいが、より振幅の大きい呼吸の成分を利用することで、冬場などにおいても検知精度は格段に向上する。 In the present embodiment, in order to further improve the detection accuracy of the user PP due to the heartbeat or the breathing, as shown in FIG. 8, the component of the band including both the breathing and the heartbeat is used to particularly distinguish between the breathing and the heartbeat. I try to analyze the waveform intensity without doing it. Specifically, the detection target band is set to include a frequency range of 0.2 Hz or more and 1.5 Hz or less. For example, the lower limit of the pass band is 0.1 Hz or more and 0.2 Hz or less, and the upper limit is 1.5 Hz or more. Set to 2 Hz or less. Then, as a passing waveform, a waveform obtained by mixing and extracting a heartbeat component and a respiratory component from the input orthogonal detection waveform is obtained. By doing so, even if the signal strength of either breathing or heartbeat is insufficient, the presence or absence of the user PP can be determined without any problem if the signal strength of the other is secured. In particular, the heartbeat component with a small amplitude is easily hidden by layering, etc., but by using the breathing component with a larger amplitude, the detection accuracy is significantly improved even in winter.

使用者検知プログラム36cは、バンドパスフィルタを通過した波形の強度(振幅)を演算し、例えばその強度が予め定められた閾値を超えているか否かにより、使用者がいるか否かを判定する。図9に示すように、サンプリングされた通過波形の振幅Aを時間tの関数A(t)で表したとき、平均振幅Amは、数学的にはA(t)の時間平均値A0を振幅中心として、|A(t)-A0|をサンプリング期間Tについて積分し、その積分値をTで除した値として計算できる。デジタルデータ処理では、図11に示すフローチャートのようになる。 The user detection program 36c calculates the intensity (amplitude) of the waveform that has passed through the bandpass filter, and determines whether or not there is a user, for example, by whether or not the intensity exceeds a predetermined threshold value. As shown in FIG. 9, when the amplitude A of the sampled passing waveform is expressed by the function A (t) of time t, the average amplitude Am mathematically has the time average value A0 of A (t) as the amplitude center. As a result, | A (t) -A0 | can be calculated as a value obtained by integrating the sampling period T and dividing the integrated value by T. In digital data processing, the flow chart shown in FIG. 11 is obtained.

まず、S1で波形サンプリングを行ない(データ点数をnとする)、S2ではサンプリングされた波形データに、前述の帯域でのデジタルバンドパスフィルタ処理を行う(処理内容は周知であるので、詳細な説明は略する)。S3では、得られた通過波形の各データ点の振幅レベル値Aiの総和(ΣAi)を求め、S4でこれをデータ点数nで除して振幅中心A0(=ΣAi/n)を求める。続いて、S5で振幅レベル値Aiの振幅中心A0からの偏差の絶対値総和Sd(=Σ|Ai-A0|)を演算し、S6においてデータ点数nで除して平均振幅Am(=Sd/n)を得る。 First, waveform sampling is performed in S1 (the number of data points is n), and in S2, the sampled waveform data is subjected to digital bandpass filter processing in the above-mentioned band (the processing content is well known, so a detailed description thereof will be given. Is abbreviated). In S3, the sum of the amplitude level values Ai (ΣAi) of each data point of the obtained passing waveform is obtained, and in S4, this is divided by the number of data points n to obtain the amplitude center A0 (= ΣAi / n). Subsequently, the total absolute value Sd (= Σ | Ai-A0 |) of the deviation of the amplitude level value Ai from the amplitude center A0 is calculated in S5, and the average amplitude Am (= Sd /) is divided by the number of data points n in S6. n) is obtained.

S7では、平均振幅Amを閾値Amcと比較する。Am>Amcであれば使用者ありと判定し、S8に進んで判定出力ポート35の出力を「H」(使用者あり)に設定する。その余の場合は「使用者なし」と判定し、S9に進んで判定出力ポート35の出力を「L」(使用者なし)に設定する。S10で終了指示がなければS1に戻って次のサンプリング波形を取得し、同様の処理を繰り返す。なお、Σ|Ai-A0|/n以外にも平均振幅Amを反映した値として、振幅レベル値Aiの分散σ2(=Σ(Ai-A0)2/n)や標準偏差σを採用することもできる。また、振幅中心A0からの偏差ではなく、振幅最低値Aminなど、適当に定めた基準値からの偏差を用いても同様の判定は可能である。 In S7, the average amplitude Am is compared with the threshold Amc. If Am> Amc, it is determined that there is a user, and the process proceeds to S8 to set the output of the determination output port 35 to "H" (with a user). In the remaining case, it is determined that there is no user, and the process proceeds to S9 to set the output of the determination output port 35 to “L” (no user). If there is no end instruction in S10, the process returns to S1 to acquire the next sampling waveform, and the same process is repeated. In addition to Σ | Ai-A0 | / n, the variance σ 2 (= Σ (Ai-A0) 2 / n) of the amplitude level value Ai and the standard deviation σ should be adopted as values reflecting the average amplitude Am. You can also. Further, the same determination can be made by using a deviation from an appropriately determined reference value such as the minimum amplitude value Amin instead of the deviation from the amplitude center A0.

一方、心拍ないし呼吸成分による使用者有無判定は、図10のように直交検波波形(検知信号)をフーリエ変換して周波数スペクトルを生成し、検知対象帯域のスペクトル強度分析を行うことにより行ってもよい。この場合、図7においてバンドパスフィルタモジュール36aに変え、入力波形から周波数スペクトルデータを得るフーリエ変換モジュール(フーリエ変換処理手段)、本実施形態では高速フーリエ変換(FFT)モジュール36bを組み込んでおくようにする。 On the other hand, the presence or absence of a user can be determined based on the heartbeat or respiratory component by Fourier transforming the orthogonal detection waveform (detection signal) to generate a frequency spectrum and performing spectral intensity analysis of the detection target band as shown in FIG. good. In this case, instead of the bandpass filter module 36a in FIG. 7, a Fourier transform module (Fourier transform processing means) for obtaining frequency spectrum data from an input waveform, and in this embodiment, a fast Fourier transform (FFT) module 36b are incorporated. do.

この場合の使用者検知プログラム36cは、フーリエ変換により得られた周波数スペクトル曲線から検知対象帯域の区間を切り出して帯域内での平均強度Imを演算し、例えばその平均強度Imが予め定められた閾値Imcを超えているか否かにより、カウンター10に使用者があるか否かを判定する(検知対象帯域スペクトル強度評価手段)。この場合の処理は、図12に示すフローチャートのようになる。 In this case, the user detection program 36c cuts out a section of the detection target band from the frequency spectrum curve obtained by the Fourier transform, calculates the average intensity Im in the band, and for example, the average intensity Im is a predetermined threshold value. It is determined whether or not there is a user in the counter 10 based on whether or not it exceeds Imc (detection target band spectrum intensity evaluation means). The processing in this case is as shown in the flowchart shown in FIG.

まず、S101で波形サンプリングを行ない(データ点数をnとする)、S102でサンプリングされた波形データに高速フーリエ変換処理を行う(処理内容は周知であるので、詳細な説明は略する)。S103では、得られた周波数スペクトルの強度データ点のうち検知対象帯域に属するものを抽出し(個数をkとする)、S104では抽出した強度Iiの総和(=ΣIi)を演算し、S105にてこれを帯域内のデータ点数kで除して平均強度Im(=ΣIi/k)を求める。 First, waveform sampling is performed in S101 (the number of data points is n), and fast Fourier transform processing is performed on the waveform data sampled in S102 (detailed description is omitted because the processing content is well known). In S103, among the intensity data points of the obtained frequency spectrum, those belonging to the detection target band are extracted (the number is k), and in S104, the sum of the extracted intensity Ii (= ΣIi) is calculated, and in S105. This is divided by the number of data points k in the band to obtain the average intensity Im (= ΣIi / k).

S106では、平均強度Imを閾値Imcと比較する。Im>Imcであれば「使用者あり」と判定し、S107に進んで判定出力ポート35の出力を「H」に設定する。その余の場合は「使用者なし」と判定し、S108に進んで判定出力ポート35の出力を「L」に設定する。S109で終了指示がなければS101に戻って次のサンプリング波形を取得し、同様の処理を繰り返す。 In S106, the average intensity Im is compared with the threshold Imc. If Im> Imc, it is determined that there is a user, and the process proceeds to S107 to set the output of the determination output port 35 to “H”. In the remaining case, it is determined that there is no user, and the process proceeds to S108 to set the output of the determination output port 35 to “L”. If there is no end instruction in S109, the process returns to S101 to acquire the next sampling waveform, and the same process is repeated.

なお、ドップラーセンサモジュール3には、直交検波波形出力等(例えば心拍数や呼吸数などを計測したい場合等に必要)を直接外部に取り出せるようにするための通信インターフェース(本実施形態ではUARTインターフェース:Txは送信側、Rxは受信側の各端子)43が設けられ、マイクロプロセッサ部3dの入出力部33に接続されている。本実施形態においては、心拍や呼吸が生存微動として所定レベル以上に検知されているか否かが使用者有無の判定に必須であり、呼吸数や心拍数の具体的な特定を行なわない。したがって、該通信インターフェース43は使用されず、端子Tx及びRxには何も接続されていない。当然、この通信インターフェース43は省略すること(及び省略されたドップラーセンサモジュールの市販品を使用すること)が可能である。 The Doppler sensor module 3 has a communication interface (in this embodiment, a UART interface: a communication interface) for directly extracting an orthogonal detection waveform output or the like (necessary when, for example, a heart rate or a respiratory rate is to be measured) to the outside. Tx is a transmission side terminal, and Rx is a reception side terminal) 43, which is connected to the input / output unit 33 of the microprocessor unit 3d. In the present embodiment, whether or not the heart rate or respiration is detected as a survival tremor at a predetermined level or higher is indispensable for determining the presence or absence of the user, and the respiratory rate or the heart rate is not specifically specified. Therefore, the communication interface 43 is not used and nothing is connected to the terminals Tx and Rx. As a matter of course, this communication interface 43 can be omitted (and a commercially available product of the omitted Doppler sensor module can be used).

図13は、センサユニット4における判定プログラム54aの処理の流れを示すフローチャートの一例を示すものである。このプログラム54aには、使用者のブース内滞在継続時間を計測する第一タイマーT1と、使用者のブース内滞在の途切れ継続時間を計測する第二タイマーT2とがソフトウェア的に組み込まれている。処理が立ち上がると、H1にてこれらタイマーT1及びT2をリセットする。 FIG. 13 shows an example of a flowchart showing the processing flow of the determination program 54a in the sensor unit 4. In this program 54a, a first timer T1 for measuring the duration of stay in the booth of the user and a second timer T2 for measuring the duration of stay in the booth of the user are incorporated by software. When the process starts up, H1 resets these timers T1 and T2.

次いでH2では、図4のLED6,7を初期状態とする処理、ここでは「使用中」LED7を消灯し、「あき」LED6を点灯させる制御を行う。続いて、H3で使用者検知処理の現在の判定結果を取得する。トイレブース内に人がいなければ「使用者なし」の判定となっているはずであり、この場合はH1に戻り、タイマーをリセットしてH4までの処理を繰り返す。他方、H4で「使用者あり」の場合はH5に進んで第一タイマーT1による計時を開始する。H6では第一タイマーT1による計時経過時間が下限閾値T1mを超えているか否かを判定し、超えていなければH2に戻って以下の処理を繰り返す。もし、下限閾値T1m以内で「使用者なし」の状態に遷移してしまった場合は、直後の繰り返しループにおけるH4の判断分岐にて処理はH1に戻り、第一タイマーT1はリセットされる。 Next, in H2, the process of initializing the LEDs 6 and 7 of FIG. 4 is performed, in which the "in use" LED 7 is turned off and the "open" LED 6 is turned on. Subsequently, the current determination result of the user detection process is acquired by H3. If there is no person in the toilet booth, it should be judged as "no user". In this case, the process returns to H1, the timer is reset, and the process up to H4 is repeated. On the other hand, in the case of "with user" in H4, the process proceeds to H5 and the time counting by the first timer T1 is started. In H6, it is determined whether or not the time elapsed time by the first timer T1 exceeds the lower limit threshold value T1m, and if not, it returns to H2 and repeats the following processing. If the state transitions to the "no user" state within the lower limit threshold value T1m, the processing returns to H1 at the judgment branch of H4 in the immediately following iterative loop, and the first timer T1 is reset.

図14は、「使用者なし」の状態におけるトイレブース使用状況報知システム1の作動状態を示す模式図である。判定結果が「使用者なし」の状態を示している場合は、報知表示部13の「あき」LED6が点灯しており、そのトイレブース200が「あき」状態にあることを外から容易に把握できる利点が生ずる。また、トイレブース200から人が退出する際、勢いよく扉202が閉鎖されるときの振動で施錠機構204のフック金具が動き、トイレブース200が無人状態で施錠されてしまうことがある。このとき、既設の施錠表示部205は「使用中」になるが、報知表示部13は「あき」LED6が点灯している。後者は、生存微動信号が存在しないことに基づき、より高信頼度にて「あき状態」を示すものであるから、施錠表示部205が「使用中」となっているブースが実は「あき」状態であることを外から目視で容易に把握でき、巡視者(車掌等)PIは速やかに解錠処理に移行できる。これにより、当該のトイレブース200が使えるにもかかわらず「使用中」となって、次の利用を妨げてしまう不具合を効果的に回避することができる。 FIG. 14 is a schematic diagram showing an operating state of the toilet booth usage status notification system 1 in the “no user” state. When the determination result indicates the state of "no user", the "open" LED 6 of the notification display unit 13 is lit, and it is easy to grasp from the outside that the toilet booth 200 is in the "open" state. There are advantages that can be achieved. Further, when a person leaves the toilet booth 200, the hook metal fitting of the locking mechanism 204 may move due to the vibration when the door 202 is vigorously closed, and the toilet booth 200 may be locked in an unmanned state. At this time, the existing lock display unit 205 becomes "in use", but the notification display unit 13 has the "open" LED 6 lit. The latter indicates the "open state" with higher reliability based on the absence of the survival tremor signal, so the booth in which the lock display unit 205 is "in use" is actually in the "open state" state. It can be easily visually grasped from the outside, and the patrol person (conductor, etc.) PI can quickly shift to the unlocking process. As a result, it is possible to effectively avoid a problem that the toilet booth 200 is "in use" even though it can be used, which hinders the next use.

他方、H6にて「使用者あり」の判定受信の継続時間が下限閾値T1mを超えていれば、「使用者あり」の判定を確定させ、H7に進んで「あき」LED6を消灯し、「使用中」LED7を点灯させる。図15は、「使用者あり」の状態におけるトイレブース使用状況報知システム1の作動状態を示す模式図である。判定結果が「使用者あり」の状態を示している場合は、報知表示部13の「使用中」LED7が点灯しており、そのトイレブース200が「使用中」状態にあることを外から容易に把握できる利点が生ずる。また、後述の通り、この「使用中」LED7が点滅していなければ、使用者の滞在時間が使用継続超過の閾値T1cを超えていないことを意味するので、巡視者PIは特に異常の内通常の使用状態として判断できる。 On the other hand, if the duration of receiving the judgment of "with user" in H6 exceeds the lower limit threshold value T1m, the judgment of "with user" is confirmed, the process proceeds to H7, the "Aki" LED6 is turned off, and "Aki" LED6 is turned off. "In use" Turns on the LED 7. FIG. 15 is a schematic diagram showing an operating state of the toilet booth usage status notification system 1 in the state of “with user”. When the determination result indicates the state of "with user", the "in use" LED 7 of the notification display unit 13 is lit, and it is easy from the outside that the toilet booth 200 is in the "in use" state. There is an advantage that can be grasped. Further, as described later, if the "in use" LED 7 is not blinking, it means that the user's staying time does not exceed the threshold value T1c for exceeding the continuous use. It can be judged as the usage status of.

一方、図17は、トイレブース200に使用者PPが扉202の施錠を失念して入室している場合を示すものである。公共トイレを使用する際には、扉をノックしてから入るのがマナーとはいえ、施錠表示部205が「あき」となっていれば、列車内の利用希望者PIは、たいていは躊躇することなく扉202を開け放つことになる。中の使用者PPは、不用意に扉202が開け放たれると狼狽し、状況によっては進退窮まることもありえるし、扉202を開けたほうの利用希望者PIは非常にばつの悪い思いをする。本実施形態のように、引き戸形式の列車トイレの場合、施錠されていなくても扉はしっかり閉鎖されているように見えるから、上記のような施錠失念問題は比較的高頻度で発生していると考えられる。 On the other hand, FIG. 17 shows a case where the user PP forgets to lock the door 202 and enters the toilet booth 200. When using a public toilet, it is good manners to knock on the door before entering, but if the lock display 205 is "open", the PI who wants to use the train usually hesitates. The door 202 will be opened without any notice. The user PP inside is upset when the door 202 is inadvertently opened, and depending on the situation, it may be difficult to advance or retreat, and the user PI who wants to open the door 202 feels very bad. .. In the case of a sliding door type train toilet as in this embodiment, the door seems to be closed tightly even if it is not locked, so that the above-mentioned problem of forgetting to lock occurs relatively frequently. it is conceivable that.

しかし、トイレブース使用状況報知システム1を使用すれば、既設の施錠表示部205は「あき」になるが、報知表示部13には「使用中」LED7が点灯している。後者は、生存微動信号が存在することに基づき、より高信頼度にて「使用中」状態を示すものであるから、施錠表示部205が「あき」となっているブースが実は「使用中」状態であることを外から目視で容易に把握できる。したがって、これを見た利用希望者PIは、施錠表示部205が「あき」となっていても、中に使用者がいる可能性を察知して即時の開扉を思いとどまり、ノックをするなどの行為に誘導されるから、上記のような問題発生を効果的に抑制できる。 However, if the toilet booth usage status notification system 1 is used, the existing lock display unit 205 becomes "open", but the notification display unit 13 is lit with the "in use" LED 7. Since the latter indicates the "in use" state with higher reliability based on the presence of the survival tremor signal, the booth in which the lock display unit 205 is "open" is actually "in use". The state can be easily visually grasped from the outside. Therefore, the user PI who sees this, even if the lock display unit 205 is "open", senses the possibility that there is a user inside, refrains from opening the door immediately, and knocks. Since it is guided by the act, it is possible to effectively suppress the occurrence of the above-mentioned problems.

図13に戻り、H8では第一タイマーT1の計時状態が使用継続超過の閾値T1cを超えているか否かを判断する。超えていなければH9をスキップしてH10に進み、再び使用者検知判定結果取得する。H11にてその判定内容が「使用者あり」の場合にH12に進んで第二タイマーT2をリセットし、H8に戻ってH11までの処理を繰り返す。この途上で、H8で取得する第一タイマーT1の計時状態が使用継続超過の閾値T1cを超えていた場合はH9の処理となり、(連続点灯状態にある)「使用中」LED7を、使用継続超過を示す点滅状態に切り替える。 Returning to FIG. 13, in H8, it is determined whether or not the timing state of the first timer T1 exceeds the threshold value T1c for exceeding the continuous use. If it does not exceed, H9 is skipped and the process proceeds to H10, and the user detection determination result is acquired again. When the determination content is "with user" in H11, the process proceeds to H12 to reset the second timer T2, returns to H8, and the process up to H11 is repeated. During this process, if the timekeeping state of the first timer T1 acquired by H8 exceeds the threshold value T1c for continuous use, H9 is processed and the "in use" LED7 (in continuous lighting state) is overused. Switch to the blinking state indicating.

図16は、使用継続超過状態におけるトイレブース使用状況報知システム1の作動状態を示す模式図である。判定結果が使用継続超過状態を示している場合は、報知表示部13の「使用中」LED7が点滅しており、そのトイレブース200が使用継続超過状態にあることを外から速やかに把握できる。また、巡視者PIは使用中のトイレブース200内で、使用者に何らかの異常が発生したと判断し、開扉操作等をためらうことなく実施できる。 FIG. 16 is a schematic diagram showing an operating state of the toilet booth usage status notification system 1 in a continuous usage excess state. When the determination result indicates the continuous use excess state, the "in use" LED 7 of the notification display unit 13 is blinking, and it is possible to quickly grasp from the outside that the toilet booth 200 is in the continuous use excess state. Further, the patrol person PI can determine that some abnormality has occurred in the user in the toilet booth 200 being used, and can carry out the door opening operation without hesitation.

すでに詳細に説明したごとく、トイレブース使用状況報知システム1においては、心拍や呼吸の生存微動を、図8のフィルタリング処理や図10のフーリエ変換処理(周波数スペクトル変換処理)により、大きな体動の波形成分から分離して検知する。その結果、トイレブース200に連続した人の入退出が発生した場合も、使用者PPの入退出に伴う生存微動(検知対象帯域成分)の検知途切れは、大きな体動波形に埋没することなく確実に検知できる。したがって、トイレの混雑時等において、同じトイレブース200が異なる使用者PPにより入れ代わり立ち代わり占有される場合においても、同一使用者PPにより連続使用されていると誤検知される可能性は激減する。 As already explained in detail, in the toilet booth usage status notification system 1, the survival tremors of heartbeat and respiration are subjected to the filtering process of FIG. 8 and the Fourier transform process (frequency spectrum transform process) of FIG. It is detected separately from the formed components. As a result, even when consecutive people enter and leave the toilet booth 200, the detection interruption of the survival tremor (detection target band component) due to the entry and exit of the user PP is sure without being buried in a large body movement waveform. Can be detected. Therefore, even when the same toilet booth 200 is replaced and occupied by different user PPs when the toilet is crowded, the possibility of false detection that the same user PP is continuously used is drastically reduced.

また、トイレブース200内の使用者PPの有無の判定は、大きな体動から切り分けて抽出される生存微動(検知対象帯域成分)の強度に基づいて行うので、使用者PPが着座中に大きな体動を発生させても、これを退出と誤検知する可能性が原理的に排除される。その結果、同一人物による連続使用が継続する限り、着座後の大きな体動により計測される使用継続時間が切り刻まれてしまう不具合を生じない。また、使用者PPがブース内で大きな動作を作為的に発生させても、抽出される検知対象帯域成分(生存微動)の強度に基づく連続滞在時間の計測に影響が及ばず、不正な長期滞在を確実に摘発・排除することができる。 Further, since the presence or absence of the user PP in the toilet booth 200 is determined based on the intensity of the survival tremor (detection target band component) extracted from the large body movement, the user PP has a large body while sitting. Even if a motion is generated, the possibility of falsely detecting this as an exit is eliminated in principle. As a result, as long as continuous use by the same person continues, there is no problem that the continuous use time measured by a large body movement after sitting is cut off. In addition, even if the user PP intentionally generates a large motion in the booth, the measurement of the continuous stay time based on the intensity of the extracted detection target band component (survival tremor) is not affected, and an illegal long-term stay is performed. Can be reliably detected and eliminated.

図13に戻り、H11にてその判定内容が「使用者なし」の場合、つまりブース内の生体微動が途切れた場合は、H13に進んで第二タイマーT2による計時を開始する。H14では第二タイマーT2による計時経過時間が閾値T2cを超えているか否かを判定し、超えていなければH8に戻って以下の処理を繰り返す。これにより、閾値T2c未満(つまり、ノイズ等)の範囲で一時的に人が検出されない状態になっても第一タイマーT1の計時は継続され、連続使用継続時間の計時が細切れになってしまうことが防止される。 Returning to FIG. 13, when the determination content is "no user" in H11, that is, when the biological tremor in the booth is interrupted, the process proceeds to H13 and the time counting by the second timer T2 is started. In H14, it is determined whether or not the elapsed time measured by the second timer T2 exceeds the threshold value T2c, and if not, the process returns to H8 and the following processing is repeated. As a result, even if a person is temporarily not detected within the range of less than the threshold value T2c (that is, noise, etc.), the timekeeping of the first timer T1 is continued, and the timekeeping of the continuous use duration becomes fragmented. Is prevented.

一方、H11で「使用者あり」の判定がなされた場合は、前述の通りH12に進んで第二タイマーT2をリセットし、H8に戻って以下の処理を繰り返す。つまり、「使用者なし」の継続時間が閾値T2cに達するまでに「使用者あり」の状態に遷移してしまった場合は、直後の繰り返しループにおけるH11での判断分岐にて処理はH8に戻り、第二タイマーT2はリセットされて、次の「使用者なし」状態が発生するまで待機することとなる。当然、この間も第一タイマーT1による連続使用継続時間の計時は継続されたままである。 On the other hand, when the determination of "there is a user" is made in H11, the process proceeds to H12 to reset the second timer T2 as described above, returns to H8, and the following processing is repeated. That is, if the duration of "without user" has transitioned to the state of "with user" by the time the threshold value T2c is reached, the process returns to H8 by the judgment branch at H11 in the immediately following iterative loop. , The second timer T2 is reset and waits until the next "no user" state occurs. As a matter of course, the timing of the continuous use duration by the first timer T1 is still continued during this period.

そして、H14にて第二タイマーT2の計時が閾値T2cを超えれば「使用者なし」の判定を確定させ、H15を経てH1に戻り、以下の処理を繰り返す。その後のH2のステップで、報知表示部13の「使用中」LED7を消灯させ、「あき」LED6を点灯させる。 Then, if the timing of the second timer T2 exceeds the threshold value T2c in H14, the determination of "no user" is confirmed, the process returns to H1 via H15, and the following processing is repeated. In the subsequent step of H2, the "in use" LED 7 of the notification display unit 13 is turned off, and the "open" LED 6 is turned on.

以下、トイレブース使用状況報知システム1の種々の変形例について説明する(すでに説明した部分と共通の要素には、同一の符号を付与して詳細な説明を略する)。
図18,19は、発光表示部の変形形態を示すものである。該発光表示部513は、半透光性のカバー513c(ここでは半円状断面)を有し、内側にはベース513bに実装された前述のLED6,7が設けられる。図20は、この発光表示部513を含むシステム1を、集合トイレの複数のトイレブース200に個別に設置した例である。個々のブースの扉202は蝶番により前後に開閉可能に取り付けられており、図示しない周知のスライド式の施錠機構により、内側から施錠可能である。
Hereinafter, various modifications of the toilet booth usage status notification system 1 will be described (the same reference numerals are given to the elements common to the parts already described, and detailed description thereof will be omitted).
FIGS. 18 and 19 show a modified form of the light emitting display unit. The light emitting display unit 513 has a translucent cover 513c (here, a semicircular cross section), and the above-mentioned LEDs 6 and 7 mounted on the base 513b are provided inside. FIG. 20 is an example in which the system 1 including the light emitting display unit 513 is individually installed in a plurality of toilet booths 200 of the collective toilet. The doors 202 of the individual booths are hinged to open and close back and forth, and can be locked from the inside by a well-known sliding locking mechanism (not shown).

発光表示部513は、立位にある巡視者(あるいは利用者(視認者))PIがトイレブース200の扉202を左右の視界の一方(図では、巡視者PIから見て左側)に寄せた視野にて見込んだ時に、発光状態が視認可能となるように、トイレブース200の扉202の幅方向の一方に隣接する壁部外側面上、ここでは扉202の取付枠202aの前面上方に取り付けられている。図20の集合トイレでは、通路と平行にブース扉202が設置されており、上記のように発光表示部513を取り付けることで、通路を歩行する利用者や巡視者PIは、遠くにあるブースであっても発光表示部513の発光状態により当該ブースの占有状況を容易に把握できる。 In the light emitting display unit 513, the standing patrol person (or user (viewer)) PI moves the door 202 of the toilet booth 200 to one of the left and right fields of view (in the figure, the left side when viewed from the patrol person PI). It is mounted on the outer surface of the wall adjacent to one of the width directions of the door 202 of the toilet booth 200, here above the front surface of the mounting frame 202a of the door 202, so that the light emitting state can be visually recognized when viewed in the field of view. Has been done. In the collective toilet of FIG. 20, the booth door 202 is installed in parallel with the aisle, and by attaching the light emitting display unit 513 as described above, the user walking in the aisle and the patrol person PI can use the booth in the distance. Even if there is, the occupancy status of the booth can be easily grasped by the light emitting state of the light emitting display unit 513.

そして、特に使用継続超過のブースについては、これをいち早く発見して必要な対応に速やかに移行できる利点が生ずる。また、使用継続超過の発生を、集合トイレ内の無線アクセスポイント68に向け、無線送信することで外部に通報することも可能である。さらに、個々のブース200に取り付けられている既設の施錠表示部が非発光形態のものであっても、上記発光表示部513を新たな施錠表示部205として容易に後付け設置することが可能である。集合トイレ内に入った利用者は、空いているトイレブース200がどれであるかを、トイレブース200に近づかなくとも、あるいは方向からでも把握しやすくなる。 And, especially for booths that are overused, there is an advantage that they can be found early and the necessary measures can be taken promptly. It is also possible to notify the outside by wirelessly transmitting the occurrence of excessive use to the wireless access point 68 in the collective toilet. Further, even if the existing locked display unit attached to each booth 200 is of a non-light emitting form, the light emitting display unit 513 can be easily retrofitted as a new locked display unit 205. .. A user who has entered the collective toilet can easily grasp which of the vacant toilet booths 200 is, even if he / she does not approach the toilet booth 200 or from the direction.

また、図1に示すごとく、同じトイレブース200に既設の施錠表示部205と報知表示部13とが併設されている場合、2つの表示部の表示状態が相違していると、実際のブースの占有状態がどちらの表示部に反映されているのかの把握ができなくなり、混乱要因となることも考えられる。この場合、図21に示すように、既設の施錠表示部205を隠蔽する位置に報知表示部13を設置すれば、表示が一義的となって混乱要因を解消できる。図21においては、報知表示部13の筐体13mの側面に取付ベース13bが一体化され、該取付ベース13bにて締結部材202sにより扉枠壁部202aに片持ち形態で組付けられている。これにより、閉扉状態にて報知表示部13は扉202上の施錠表示部205の上方に重なり、これを隠蔽する。 Further, as shown in FIG. 1, when the existing lock display unit 205 and the notification display unit 13 are installed side by side in the same toilet booth 200, if the display states of the two display units are different, the actual booth It may not be possible to grasp which display unit the occupied state is reflected in, which may cause confusion. In this case, as shown in FIG. 21, if the notification display unit 13 is installed at a position that hides the existing lock display unit 205, the display becomes unique and the cause of confusion can be eliminated. In FIG. 21, the mounting base 13b is integrated on the side surface of the housing 13m of the notification display unit 13, and is assembled to the door frame wall portion 202a by the fastening member 202s at the mounting base 13b in a cantilevered manner. As a result, the notification display unit 13 overlaps the lock display unit 205 on the door 202 in the closed state and conceals it.

図22は、報知表示部13において「使用中」LEDを、通常使用状態を示すLED7(例えばオレンジ)と、使用継続超過を示すLED8(例えば赤)とに分けて設けた例を示すものである。使用継続超過時にあっては、LED8は点滅させても連続点灯させてもいずれでもよい。また、図23は、報知表示部を平面ディスプレイ9で構成した例であり、個々の状態を文字にて表示するようにしている。該平面ディスプレイ9は、例えば液晶ディスプレイのほか、自発光ドットマトリックスディスプレイ(例えば、有機ELディスプレイ、無機ELディスプレイ、LEDマトリックスディスプレイなど)で構成でき、図6に示すように、I/O拡張IC56に対しグラフィックインターフェース9aを介して接続される。 FIG. 22 shows an example in which the “in use” LED in the notification display unit 13 is divided into an LED 7 (for example, orange) indicating a normal use state and an LED 8 (for example, red) indicating an excess of continuous use. .. The LED 8 may be blinked or continuously lit when the usage is exceeded. Further, FIG. 23 is an example in which the notification display unit is configured by the flat display 9, and each state is displayed in characters. The flat display 9 can be composed of, for example, a liquid crystal display or a self-luminous dot matrix display (for example, an organic EL display, an inorganic EL display, an LED matrix display, etc.), and as shown in FIG. 6, the I / O expansion IC 56 On the other hand, it is connected via the graphic interface 9a.

以上、本発明の実施の形態について説明したが、あくまで例示であって、本発明はこれに限定されるものではない。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is merely an example, and the present invention is not limited thereto.

1 トイレブース使用状況報知システム
3 ドップラーセンサモジュール
3a アナログ回路部
3d マイクロプロセッサ部
6 「あき」LED(使用状況報知情報出力手段、発光表示部)
7 「使用中」LED(使用状況報知情報出力手段、発光表示部)
13 報知表示部
31 CPU
32 RAM
33 入出力部
34 ROM
36 PROM
36a バンドパスフィルタモジュール(検知対象帯域成分抽出手段)
36b FFTモジュール(検知対象帯域成分抽出手段、フーリエ変換処理手段)
36c 使用者検知プログラム(検知対象帯域成分強度評価手段、通過波形信号強度評価手段、検知対象帯域スペクトル強度評価手段、使用者有無判定手段)
37 アンテナ(送信波の出力部、反射波の受信部)
38 ドップラーセンサRF回路
40 直交検波部(検波部)
50 マイクロプロセッサ
51 CPU
52 RAM
53 入出力部
54 ROM
54a 判定プログラム(使用継続時間計測手段、使用者有無判定手段)
200 トイレブース
201 便器
202 扉
1 Toilet booth usage status notification system 3 Doppler sensor module 3a Analog circuit section 3d microprocessor section 6 "Aki" LED (usage status notification information output means, light emission display unit)
7 "In use" LED (Usage status notification information output means, light emission display unit)
13 Notification display unit 31 CPU
32 RAM
33 Input / output unit 34 ROM
36 FROM
36a Bandpass filter module (detection target band component extraction means)
36b FFT module (detection target band component extraction means, Fourier transform processing means)
36c User detection program (detection target band component intensity evaluation means, passing waveform signal intensity evaluation means, detection target band spectrum intensity evaluation means, user presence / absence determination means)
37 Antenna (transmitted wave output, reflected wave receiver)
38 Doppler sensor RF circuit 40 Orthogonal detection section (detection section)
50 microprocessor 51 CPU
52 RAM
53 Input / output unit 54 ROM
54a Judgment program (use duration measuring means, user presence / absence judgment means)
200 Toilet booth 201 Toilet bowl 202 Door

Claims (13)

施錠可能な扉により出入口が開閉可能に閉鎖されるトイレブースの使用状況報知システムであって、
前記トイレブース内の便器に着座する使用者に対し、該使用者の心拍及び呼吸の少なくともいずれかを検出するために前記使用者の胸部に向けて検知用マイクロ波を送出するドップラーセンサモジュールと、
人の心拍及び呼吸の少なくともいずれかに由来した信号成分をカバーする周波数帯域が検知対象帯域として定められるとともに、前記ドップラーセンサモジュールの検知信号から該検知対象帯域成分を、前記使用者の前記トイレブースへの入退室に伴う体動の信号成分から分離しつつ選択的に抽出する検知対象帯域成分抽出手段と、
抽出された前記検知対象帯域成分の強度を評価する検知対象帯域成分強度評価手段と、
前記検知対象帯域成分強度評価手段による評価結果に基づいて前記トイレブース内の前記使用者の有無を判定するとともに、前記検知対象帯域成分の強度が閾レベルを超える人検出状態から、前記検知対象帯域成分の強度が前記閾レベル未満となる人非検出状態に移行して所定時間以上経過した場合に前記使用者が退去したと判定する使用者有無判定手段と、
前記使用者有無判定手段による判定結果が使用者なしの状態から使用者ありの状態に切り替わってからの使用継続時間を計測する使用継続時間計測手段と、
前記判定結果に基づいて前記トイレブースの使用状況を示す使用状況報知情報を出力するとともに、計測される前記使用継続時間が予め定められた閾時間を超過した場合に前記使用状況報知情報として使用継続超過情報を報知出力する使用状況報知情報出力手段と、
を備え、前記ドップラーセンサモジュールは、前記使用者の胸部前方側ないし後方側のいずれかに面する前記トイレブースの壁面に、前記便器に着在する使用者の胸部までの距離が1.5m以下となるよう設置されたことを特徴とするトイレブース使用状況報知システム。
A toilet booth usage notification system that opens and closes the doorway with a lockable door.
A Doppler sensor module that sends a detection microwave toward the user's chest to detect at least one of the user's heartbeat and respiration to the user sitting on the toilet bowl in the toilet booth.
A frequency band that covers a signal component derived from at least one of a person's heartbeat and breath is defined as a detection target band, and the detection target band component is obtained from the detection signal of the Doppler sensor module in the toilet booth of the user. Detection target band component extraction means that selectively extracts while separating from the signal component of body movement accompanying entry and exit from the room,
A detection target band component intensity evaluation means for evaluating the intensity of the extracted detection target band component, and a detection target band component intensity evaluation means.
The presence or absence of the user in the toilet booth is determined based on the evaluation result by the detection target band component intensity evaluation means, and the detection target band is detected from the person detection state in which the intensity of the detection target band component exceeds the threshold level. A user presence / absence determining means for determining that the user has moved out when a predetermined time or more has passed after shifting to a person non-detection state in which the intensity of the component is less than the threshold level.
A usage duration measuring means for measuring the usage duration after the determination result by the user presence / absence determining means is switched from the state without a user to the state with a user.
Based on the determination result, the usage status notification information indicating the usage status of the toilet booth is output, and when the measured usage duration exceeds a predetermined threshold time, the usage continuation is continued as the usage status notification information. Usage status notification information output means to notify and output excess information,
The Doppler sensor module has a wall surface of the toilet booth facing either the front side or the rear side of the chest of the user, and the distance to the chest of the user who is attached to the toilet bowl is 1.5 m or less. A toilet booth usage status notification system that is characterized by being installed so as to be.
前記検知対象帯域が0.1Hz以上3Hz以下の周波数範囲の30%以上がカバーされるように設定される請求項1記載のトイレブース使用状況報知システム。 The toilet booth usage status notification system according to claim 1, wherein the detection target band is set to cover 30% or more of a frequency range of 0.1 Hz or more and 3 Hz or less. 前記検知対象帯域が0.3Hz以上1Hz以下の周波数範囲を包含するように設定される請求項1又は請求項2に記載のトイレブース使用状況報知システム。 The toilet booth usage status notification system according to claim 1 or 2, wherein the detection target band is set to include a frequency range of 0.3 Hz or more and 1 Hz or less. 前記検知対象帯域成分抽出手段は、前記検知信号の波形から前記検知対象帯域成分を抽出するバンドパスフィルタと、該バンドパスフィルタの通過波形信号の強度を評価する通過波形信号強度評価手段とを備え、
前記使用者有無判定手段は、前記通過波形信号の強度評価結果に基づいて前記判定を行う請求項1ないし請求項のいずれか1項に記載のトイレブース使用状況報知システム。
The detection target band component extraction means includes a bandpass filter that extracts the detection target band component from the waveform of the detection signal, and a pass waveform signal intensity evaluation means that evaluates the strength of the pass waveform signal of the bandpass filter. ,
The toilet booth usage status notification system according to any one of claims 1 to 3 , wherein the user presence / absence determining means makes the determination based on the intensity evaluation result of the passing waveform signal.
前記検知対象帯域成分抽出手段は、前記検知信号の波形をフーリエ変換処理することにより該検知信号の周波数スペクトル情報を生成するフーリエ変換処理手段と、前記周波数スペクトル情報における前記検知対象帯域のスペクトル強度を評価する検知対象帯域スペクトル強度評価手段とを備え、
前記使用者有無判定手段は、前記検知対象帯域の前記スペクトル強度の評価結果に基づいて前記判定を行う請求項1ないし請求項のいずれか1項に記載のトイレブース使用状況報知システム。
The detection target band component extraction means obtains a Fourier transform processing means that generates frequency spectrum information of the detection signal by Fourier transform processing the waveform of the detection signal, and a spectral intensity of the detection target band in the frequency spectrum information. Equipped with a detection target band spectrum intensity evaluation means to be evaluated,
The toilet booth usage status notification system according to any one of claims 1 to 3 , wherein the user presence / absence determining means makes the determination based on the evaluation result of the spectral intensity of the detection target band.
施錠可能な扉により出入口が開閉可能に閉鎖されるトイレブースの使用状況報知システムであって、
前記トイレブース内の便器に着座する使用者に対し、該使用者の心拍及び呼吸の少なくともいずれかを検出するために前記使用者の胸部に向けて検知用マイクロ波を送出するドップラーセンサモジュールと、
人の心拍及び呼吸の少なくともいずれかに由来した信号成分をカバーする周波数帯域が検知対象帯域として定められるとともに、前記ドップラーセンサモジュールの検知信号から該検知対象帯域成分を、前記使用者の前記トイレブースへの入退室に伴う体動の信号成分から分離しつつ選択的に抽出する検知対象帯域成分抽出手段と、
抽出された前記検知対象帯域成分の強度を評価する検知対象帯域成分強度評価手段と、
前記検知対象帯域成分強度評価手段による評価結果に基づいて前記トイレブース内の前記使用者の有無を判定するとともに、前記検知対象帯域成分の強度が閾レベルを超える人検出状態から、前記検知対象帯域成分の強度が前記閾レベル未満となる人非検出状態に移行して所定時間以上経過した場合に前記使用者が退去したと判定する使用者有無判定手段と、
前記使用者有無判定手段による判定結果が使用者なしの状態から使用者ありの状態に切り替わってからの使用継続時間を計測する使用継続時間計測手段と、
前記判定結果に基づいて前記トイレブースの使用状況を示す使用状況報知情報を出力するとともに、計測される前記使用継続時間が予め定められた閾時間を超過した場合に前記使用状況報知情報として使用継続超過情報を報知出力する使用状況報知情報出力手段と、
を備え、前記ドップラーセンサモジュールは、マイクロ波送信波の出力部と、該送信波が動体により反射されて形成される反射波の受信部と、前記反射波のドップラーシフト波形成分を検波する検波部とを有したアナログ回路部と、前記検波部が抽出するドップラーシフト波形をデジタル変換してデジタル波形情報を生成するA/D変換部と、前記デジタル波形情報が入力される入出力部と、前記デジタル波形情報を解析して動体の有無を判定する動体判定プログラムが格納されるROMと、前記動体判定プログラムの実行エリアを形成するRAMと、前記動体判定プログラムを実行し、その判定結果を前記入出力部の判定出力ポートに出力させるCPUとを備えたマイクロプロセッサ部とを備え、
前記ROMのプログラム格納エリアの一部が、外部からの書き込み処理が可能なPROMエリアとして構成されるとともに、前記検知対象帯域成分抽出手段及び前記使用者有無判定手段の機能実現プログラムが、前記CPUが読み取り可能な形で前記PROMエリアに書き込み格納され、前記CPUは、それら機能実現プログラムが組み込まれた形で前記動体判定プログラムを実行し、前記判定出力ポートから前記判定結果を出力させるものであるトイレブース使用状況報知システム。
A toilet booth usage notification system that opens and closes the doorway with a lockable door.
A Doppler sensor module that sends a detection microwave toward the user's chest to detect at least one of the user's heartbeat and respiration to the user sitting on the toilet bowl in the toilet booth.
A frequency band that covers a signal component derived from at least one of a person's heartbeat and breath is defined as a detection target band, and the detection target band component is obtained from the detection signal of the Doppler sensor module in the toilet booth of the user. Detection target band component extraction means that selectively extracts while separating from the signal component of body movement accompanying entry and exit from the room,
A detection target band component intensity evaluation means for evaluating the intensity of the extracted detection target band component, and a detection target band component intensity evaluation means.
The presence or absence of the user in the toilet booth is determined based on the evaluation result by the detection target band component intensity evaluation means, and the detection target band is detected from the person detection state in which the intensity of the detection target band component exceeds the threshold level. A user presence / absence determining means for determining that the user has moved out when a predetermined time or more has passed after shifting to a person non-detection state in which the intensity of the component is less than the threshold level.
A usage duration measuring means for measuring the usage duration after the determination result by the user presence / absence determining means is switched from the state without a user to the state with a user.
Based on the determination result, the usage status notification information indicating the usage status of the toilet booth is output, and when the measured usage duration exceeds a predetermined threshold time, the usage continuation is continued as the usage status notification information. Usage status notification information output means that notifies and outputs excess information,
The Doppler sensor module comprises an output unit for a microwave transmission wave, a reception unit for a reflected wave formed by reflecting the transmitted wave by a moving body, and a detection unit for detecting a Doppler shift waveform component of the reflected wave. An analog circuit unit having the above, an A / D conversion unit that digitally converts the Doppler shift waveform extracted by the detection unit to generate digital waveform information, an input / output unit into which the digital waveform information is input, and the above. A ROM that stores a moving object determination program that analyzes digital waveform information to determine the presence or absence of a moving object, a RAM that forms an execution area for the moving object determination program, and the moving object determination program are executed, and the determination result is input. Judgment of output unit Equipped with a microprocessor unit equipped with a CPU to output to the output port,
A part of the program storage area of the ROM is configured as a PROM area that can be written from the outside, and the CPU performs the function realization program of the detection target band component extraction means and the user presence / absence determination means. A toilet that is written and stored in the ROM area in a readable form, the CPU executes the motion determination program in a form incorporating these function realization programs, and outputs the determination result from the determination output port. Booth usage notification system.
施錠可能な扉により出入口が開閉可能に閉鎖されるトイレブースの使用状況報知システムであって、
前記トイレブース内の便器に着座する使用者に対し、該使用者の心拍及び呼吸の少なくともいずれかを検出するために前記使用者の胸部に向けて検知用マイクロ波を送出するドップラーセンサモジュールと、
人の心拍及び呼吸の少なくともいずれかに由来した信号成分をカバーする周波数帯域が検知対象帯域として定められるとともに、前記ドップラーセンサモジュールの検知信号から該検知対象帯域成分を、前記使用者の前記トイレブースへの入退室に伴う体動の信号成分から分離しつつ選択的に抽出する検知対象帯域成分抽出手段と、
抽出された前記検知対象帯域成分の強度を評価する検知対象帯域成分強度評価手段と、
前記検知対象帯域成分強度評価手段による評価結果に基づいて前記トイレブース内の前記使用者の有無を判定するとともに、前記検知対象帯域成分の強度が閾レベルを超える人検出状態から、前記検知対象帯域成分の強度が前記閾レベル未満となる人非検出状態に移行して所定時間以上経過した場合に前記使用者が退去したと判定する使用者有無判定手段と、
前記使用者有無判定手段による判定結果が使用者なしの状態から使用者ありの状態に切り替わってからの使用継続時間を計測する使用継続時間計測手段と、
前記判定結果に基づいて前記トイレブースの使用状況を示す使用状況報知情報を出力するとともに、計測される前記使用継続時間が予め定められた閾時間を超過した場合に前記使用状況報知情報として使用継続超過情報を報知出力する使用状況報知情報出力手段と、
を備え、前記使用状況報知情報出力手段は、前記トイレブースの外に付帯設置された報知表示部に前記使用継続超過情報を表示出力するものであるトイレブース使用状況報知システム。
A toilet booth usage notification system that opens and closes the doorway with a lockable door.
A Doppler sensor module that sends a detection microwave toward the user's chest to detect at least one of the user's heartbeat and respiration to the user sitting on the toilet bowl in the toilet booth.
A frequency band that covers a signal component derived from at least one of a person's heartbeat and breath is defined as a detection target band, and the detection target band component is obtained from the detection signal of the Doppler sensor module in the toilet booth of the user. Detection target band component extraction means that selectively extracts while separating from the signal component of body movement accompanying entry and exit from the room,
A detection target band component intensity evaluation means for evaluating the intensity of the extracted detection target band component, and a detection target band component intensity evaluation means.
The presence or absence of the user in the toilet booth is determined based on the evaluation result by the detection target band component intensity evaluation means, and the detection target band is detected from the person detection state in which the intensity of the detection target band component exceeds the threshold level. A user presence / absence determining means for determining that the user has moved out when a predetermined time or more has passed after shifting to a person non-detection state in which the intensity of the component is less than the threshold level.
A usage duration measuring means for measuring the usage duration after the determination result by the user presence / absence determining means is switched from the state without a user to the state with a user.
Based on the determination result, the usage status notification information indicating the usage status of the toilet booth is output, and when the measured usage duration exceeds a predetermined threshold time, the usage continuation is continued as the usage status notification information. Usage status notification information output means to notify and output excess information,
The usage status notification information output means is a toilet booth usage status notification system that displays and outputs the usage continuation excess information on a notification display unit incidentally installed outside the toilet booth.
前記使用状況報知情報出力手段は、前記判定結果が前記使用者ありの状態を示し、かつ前記使用継続時間が前記閾時間を超過していない場合に、前記報知表示部に、前記トイレブースが使用中であることを示す使用中情報を前記使用継続超過情報と区別可能に表示出力するものである請求項記載のトイレブース使用状況報知システム。 The usage status notification information output means uses the toilet booth for the notification display unit when the determination result indicates the state with the user and the usage duration does not exceed the threshold time. The toilet booth usage status notification system according to claim 7 , wherein the in-use information indicating that the system is in use is displayed and output so as to be distinguishable from the usage continuation excess information. 前記使用状況報知情報出力手段は、前記判定結果が前記使用者なしの状態を示している場合に、前記報知表示部に前記トイレブースがあき状態であることを示すあき情報を、前記使用継続超過情報及び前記使用中情報と区別可能に表示出力するものである請求項記載のトイレブース使用状況報知システム。 The usage status notification information output means, when the determination result indicates a state without the user, the usage continuation excess of the space information indicating that the toilet booth is in the open state on the notification display unit. The toilet booth usage status notification system according to claim 8 , which displays and outputs information and information in use so as to be distinguishable from the information. 前記トイレブースは、ブース内側から操作可能な扉施錠機構と、前記扉の施錠状態を該扉の外から識別できる位置にて前記扉施錠機構と連動して切替表示する既設の施錠表示部とを備えたものであり、
前記報知表示部は該施錠表示部と別体に設けられてなり、かつ、前記扉施錠機構の作動状態と無関係に前記使用状況報知情報を表示出力するものである請求項記載のトイレブース使用状況報知システム。
The toilet booth has a door locking mechanism that can be operated from the inside of the booth, and an existing locking display unit that switches and displays the locked state of the door in conjunction with the door locking mechanism at a position that can be identified from the outside of the door. It is prepared and
The use of the toilet booth according to claim 9 , wherein the notification display unit is provided separately from the lock display unit and displays and outputs the usage status notification information regardless of the operating state of the door locking mechanism. Status notification system.
前記報知表示部は既設の前記施錠表示部を隠蔽する位置に設置される請求項10記載のトイレブース使用状況報知システム。 The toilet booth usage status notification system according to claim 10 , wherein the notification display unit is installed at a position where the existing lock display unit is concealed. 前記報知表示部は、立位にある視認者が前記トイレブースの前記扉を左右の視界の一方に寄せた視野にて見込んだ時に発光状態が視認可能となるように、前記トイレブースの前記扉の幅方向の一方に隣接する壁部外側面上に取り付けられるとともに、互いに異なる内容の前記使用状況報知情報を発光状態の相違により区別可能に出力する発光表示部である請求項ないし請求項10のいずれか1項に記載のトイレブース使用状況報知システム。 The notification display unit is such that the door of the toilet booth can be visually recognized when the viewer in a standing position looks at the door of the toilet booth in a field of view that is closer to one of the left and right fields of view. 7 to 10 is a light emitting display unit which is mounted on the outer surface of the wall portion adjacent to one of the width directions and outputs the usage status notification information having different contents in a distinctive manner depending on the difference in the light emitting state. The toilet booth usage status notification system according to any one of the above items. 前記使用状況報知情報出力手段は、前記使用状況報知情報を外部ネットワークに無線ないし有線の通信手段により通信出力する通信出力手段を有する請求項1ないし請求項12のいずれか1項に記載のトイレブース使用状況報知システム。 The toilet booth according to any one of claims 1 to 12 , wherein the usage status notification information output means has a communication output means for outputting the usage status notification information to an external network by wireless or wired communication means. Usage notification system.
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