JP7624178B2 - OBJECT DETECTION DEVICE, OBJECT DETECTION METHOD, AND OBJECT DETECTION SYSTEM - Google Patents
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Description
この開示は、物体検出装置、物体検出方法および物体検出システムに係り、特に、無線端末局が測定する伝搬チャネル情報に基づいて、特別なデバイスを保持しない物体を検出するうえで好適な物体検出装置、物体検出方法および物体検出システムに関する。 This disclosure relates to an object detection device, an object detection method, and an object detection system, and in particular to an object detection device, an object detection method, and an object detection system that are suitable for detecting an object that does not carry a special device, based on propagation channel information measured by a wireless terminal station.
無線通信の分野では、増加し続ける無線トラヒックを安定的に収容するために、電波の指向性を制御するビームフォーミングの技術など、様々な技術を用いて通信速度の改善が進められている。 In the field of wireless communications, efforts are being made to improve communication speeds using a variety of technologies, such as beamforming, which controls the directionality of radio waves, in order to stably accommodate the ever-increasing amount of wireless traffic.
一方で、無線信号の信号強度情報(例えばRSS(Received Signal Strength))を利用して、通信エリア内における無線端末局の検出や位置情報を提供するサービスが考えられている。そのようなサービスでは、例えば、複数の無線基地局から送信されるビーコン信号のRSSを無線端末局が測定し、測定された複数のRSSから無線端末局の位置が計算される。この方法は、GPS(Global Positioning System)の利用が困難な屋内環境における測位システムとして広く利用されている。 On the other hand, services are being considered that use signal strength information of wireless signals (e.g., RSS (Received Signal Strength)) to detect wireless terminal stations within a communication area and provide location information. In such services, for example, a wireless terminal station measures the RSS of beacon signals transmitted from multiple wireless base stations, and the location of the wireless terminal station is calculated from the multiple measured RSSs. This method is widely used as a positioning system in indoor environments where it is difficult to use GPS (Global Positioning System).
また、下記の非特許文献1に開示されているように、デバイスフリー型の検出方法も知られている。デバイスフリー型の検出方法では、アンテナなどの特別なデバイスを保持しない物体、例えば人などの対象物を検出することができる。
As disclosed in the following
デバイスフリー型の検出方法は、検出エリア内に固定された無線基地局と無線端末局とが存在する環境で用いられる。無線端末局は、無線基地局から送信されてくる無線信号に基づいて伝搬チャネル情報(CSI)を測定する。CSIには、無線基地局と無線端末局との間の検出エリアにおける物体の有無、或いは物体の状態が反映される。そして、物体検出は、CSIに表れる変動特性に基づいて実施される。 The device-free detection method is used in an environment where fixed wireless base stations and wireless terminal stations exist within a detection area. The wireless terminal stations measure propagation channel information (CSI) based on the radio signals transmitted from the wireless base station. The CSI reflects the presence or absence of an object in the detection area between the wireless base station and the wireless terminal stations, or the state of the object. Then, object detection is performed based on the fluctuation characteristics that appear in the CSI.
ところで、デバイスフリー型の検出方法は、伝搬環境に生ずる小さな変動に基づいて実施される。このため、アンテナ等のデバイスを保持する物体を検出する場合に比して、検出精度の確保が難しい。このような課題に対処する手法としては、無線端末局が取得する大量のCSIを基礎として大量の計算を実施することが考えられる。しかしながら、このような解決の手法では、極めて高い計算負荷が生ずるという新たな課題が生じる。また、計算機負荷が高いことにより、リアルタイムに物体を検出したいという要求に対する悪影響も生じ得る。 However, device-free detection methods are implemented based on small fluctuations that occur in the propagation environment. For this reason, it is more difficult to ensure detection accuracy than when detecting an object that holds a device such as an antenna. One method to address this issue is to perform a large amount of calculations based on the large amount of CSI acquired by the wireless terminal station. However, this solution creates a new issue in that it creates an extremely high calculation load. Furthermore, the high computer load can have a negative impact on the demand for real-time object detection.
本開示は、上記の課題に着目してなされたものであり、過剰な計算負荷を伴うことなく、検出エリア内のデバイスフリーの物体を高い精度で検出することのできる物体検出装置を提供することを第一の目的とする。
また、本開示は、過剰な計算負荷を伴うことなく、検出エリア内のデバイスフリーの物体を高い精度で検出するための物体検出方法を提供することを第二の目的とする。
更に、本開示は、過剰な計算負荷を伴うことなく、検出エリア内のデバイスフリーの物体を高い精度で検出することのできる物体検出システムを提供することを第三の目的とする。
The present disclosure has been made in light of the above-mentioned problems, and has a first objective to provide an object detection device that can detect device-free objects within a detection area with high accuracy without excessive computational load.
A second object of the present disclosure is to provide an object detection method for detecting device-free objects in a detection area with high accuracy without excessive calculation load.
Furthermore, a third object of the present disclosure is to provide an object detection system that can detect device-free objects within a detection area with high accuracy without excessive computational load.
本開示の第1の態様は、上記の目的を達成するため、無線基地局と無線端末局との間の検出エリアにおける物体検出を行う物体検出装置であって、
前記無線端末局が通信波のサブキャリア毎に推定した伝搬チャネル情報に関わる情報を乗せて送信するフィードバック信号を受信する処理と、
前記フィードバック信号から前記伝搬チャネル情報に関わる情報を抽出する処理と、
物体検出の検知率の要求を満たすものとして選定された削減条件を適用して、前記伝搬チャネル情報に関わる情報を削減する削減処理と、
前記削減処理が施された後の情報に対応する削減インパルス応答に基づいて前記物体検出を行う処理と、
を実行するように構成されていることが望ましい。
In order to achieve the above object, a first aspect of the present disclosure is an object detection device that detects an object in a detection area between a wireless base station and a wireless terminal station, comprising:
A process of receiving a feedback signal that carries information related to propagation channel information estimated for each subcarrier of a communication wave and is transmitted by the wireless terminal station;
extracting information related to the propagation channel information from the feedback signal;
a reduction process for reducing information related to the propagation channel information by applying a reduction condition selected as meeting a requirement for a detection rate of object detection;
A process of performing the object detection based on a reduced impulse response corresponding to the information after the reduction process has been performed;
Preferably, the system is configured to execute:
また、本開示の第2の態様は、無線基地局と無線端末局との間の検出エリアにおける物体検出を行う物体検出方法であって、
前記無線基地局が、通信に用いる周波数帯に含まれる複数のサブキャリアの夫々に乗せて、無線端末局に向けて無線信号を送信するステップと、
前記無線端末局が、前記サブキャリア毎に伝搬チャネル情報を推定するステップと、
前記無線端末局が、前記伝搬チャネル情報に関わる情報を乗せたフィードバック信号を送出するステップと、
前記フィードバック信号から前記伝搬チャネル情報に関わる情報を抽出するステップと、
物体検出の検知率の要求を満たすものとして選定された削減条件を適用して、抽出された前記伝搬チャネル情報に関わる情報を削減する削減処理と、
前記削減処理が施された後の情報に対応する削減インパルス応答に基づいて前記物体検出を行うステップと、
を含むことが望ましい。
A second aspect of the present disclosure is an object detection method for detecting an object in a detection area between a wireless base station and a wireless terminal station, comprising:
a step of transmitting a radio signal to a radio terminal station by the radio base station on each of a plurality of subcarriers included in a frequency band used for communication;
The wireless terminal station estimates propagation channel information for each of the subcarriers;
The wireless terminal station transmits a feedback signal carrying information related to the propagation channel information;
extracting information related to said propagation channel profile from said feedback signal;
a reduction process for reducing the extracted information related to the propagation channel information by applying a reduction condition selected as satisfying a detection rate requirement for object detection;
performing the object detection based on a reduced impulse response corresponding to the information after the reduction process;
It is preferable that the present invention includes the following:
また、本開示の第3の態様は、物体検出システムであって、
通信に用いる周波数帯に含まれる複数のサブキャリアの夫々に乗せて無線信号を送信する無線基地局と、
前記無線信号を受信して、前記サブキャリア毎に伝搬チャネル情報を推定すると共に、当該伝搬チャネル情報に関わる情報を乗せたフィードバック信号を送出する無線端末局と、
前記無線基地局と前記無線端末局との間の検出エリアにおける物体検出を行う物体検出装置と、を備え、
前記物体検出装置は、
前記フィードバック信号を受信する処理と、
前記フィードバック信号から前記伝搬チャネル情報に関わる情報を抽出する処理と、
物体検出の検知率の要求を満たすものとして選定された削減条件を適用して、前記伝搬チャネル情報に関わる情報を削減する削減処理と、
前記削減処理が施された後の情報に対応する削減インパルス応答に基づいて前記物体検出を行う処理と、を実行するように構成されていることが望ましい。
A third aspect of the present disclosure is an object detection system,
a wireless base station that transmits wireless signals on a plurality of subcarriers included in a frequency band used for communication;
a wireless terminal station that receives the wireless signal, estimates propagation channel information for each of the subcarriers, and transmits a feedback signal carrying information related to the propagation channel information;
an object detection device that detects an object in a detection area between the wireless base station and the wireless terminal station,
The object detection device includes:
receiving the feedback signal;
extracting information related to the propagation channel information from the feedback signal;
a reduction process for reducing information related to the propagation channel information by applying a reduction condition selected as meeting a requirement for a detection rate of object detection;
It is preferable that the apparatus is configured to execute a process of performing the object detection based on a reduced impulse response corresponding to the information after the reduction process has been performed.
本開示によれば、過剰な計算負荷を伴うことなく、検出エリア内のデバイスフリーの物体を高い精度で検出することができる。 According to the present disclosure, device-free objects within a detection area can be detected with high accuracy without excessive computational load.
実施の形態1.
[実施の形態1の構成]
図1は本開示の実施の形態1の物体検出システムの構成を示すブロック図である。本実施形態のシステムは、無線基地局10を備えている。無線基地局10は、M個のアンテナ12-1~12-Mを備えている。以下、アンテナ12-1~12-Mを区別する必要がない場合は、符号の添え字を省略して、それらを「アンテナ12」と称す。
[Configuration of First Embodiment]
1 is a block diagram showing a configuration of an object detection system according to a first embodiment of the present disclosure. The system according to the present embodiment includes a
無線基地局10は、予め割り当てられた周波数帯に属する無線信号をアンテナ12の夫々から送信する。より具体的には、この周波数帯には複数のサブキャリアが含まれており、アンテナ12からは、それらのサブキャリア毎に無線信号が送信される。
The
本実施形態のシステムは、無線端末局20を備えている。無線端末局20は、N個のアンテナ22-1~22-Nを備えている。アンテナ22-1~22-Nの夫々は、アンテナ12-1~12-Mの夫々から複数のサブキャリアに乗せて送信されてくる無線信号を受信する。以下、アンテナ22-1~22-Nについても、それらを区別する必要がない場合は、符号の添え字を省略して「アンテナ22」と称す。
The system of this embodiment includes a
図2は、無線基地局10のアンテナ12と無線端末局20のアンテナ22とが置かれる環境を説明するための図である。ここには、無線基地局10のアンテナ12が四本、無線端末局20のアンテナ22が一本の場合を例示している。
Figure 2 is a diagram for explaining the environment in which the
本実施形態において、アンテナ12およびアンテナ22は、何れも固定配置されている。アンテナ12とアンテナ22との間には、検出エリアが設定される。図2は、検出エリアが(1)~(8)の八つに分割された例を示している。本実施形態では、例えば人のように無線信号を発するデバイスを保持しない対象物が、検出エリア内に存在しているか、更には、検出エリア内のどの領域に、どのような密度で存在しているか、等を検知するシステムを開示する。
In this embodiment, both
再び図1を参照する。無線端末局20のアンテナ22-1~22-Nには、夫々無線部24-1~24-Nが接続されている。以下、無線部24-1~24-Nについても、それらを区別する必要がない場合は、符号の添え字を省略して「無線部24」と称す。
Referring again to FIG. 1, radio units 24-1 to 24-N are connected to antennas 22-1 to 22-N of
無線部24は、アンテナ22が受信した無線信号を、伝搬チャネル情報(CSI)の推定が可能な形式に変換する。無線部24によって変換された信号は、CSI推定部26に提供される。ここで、CSIとは、伝搬路におけるOFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)のサブキャリア毎の振幅情報、位相情報、およびアンテナ間の相対値の情報である。
The
無線端末局20のアンテナ22-1には、無線基地局10のアンテナ12-1~12-Mから発せられたM種類の無線信号が到達する。他のアンテナ22-2~22-Nについても同様である。無線部24-1~24-Nが、それぞれM種類の無線信号を受信するため、CSI推定部26には、M×N種類の信号が提供される。そして、それらM×N種類の信号の夫々には、サブキャリア毎の周波数要素が含まれている。
M types of radio signals emitted from antennas 12-1 to 12-M of
図3は、CSI推定部26が推定するCSIの概要を説明するための図である。図3には、M×NのCSI行列がサブキャリア毎に定義される様子が示されている。CSI推定部26では、図3に示すように、周波数方向に並ぶM×N行列の形式でCSIが推定される。
Figure 3 is a diagram for explaining an overview of the CSI estimated by the
図1に示すように、CSI推定部26が推定したCSIは、変換部28に提供される。変換部28は、無線通信に関する標準化技術に従って、M×NのCSI行列を特異値分解により右特異行列に変換する。変換された右特異行列は圧縮部30に提供される。
As shown in FIG. 1, the CSI estimated by the
圧縮部30は、標準化技術で定められた既知の手法で、右特異行列の情報を圧縮する。圧縮された情報は、無線部32において無線信号に変換され、フィードバック信号としてアンテナ22-1~22-Nから送信される。
The
本実施形態のシステムは、無線基地局10および無線端末局20に加えて、物体検出装置40を備えている。無線端末局20から発せられたCSIのフィードバック信号は、無線基地局10に受信されると共に、物体検出装置40のアンテナ42にも受信される。アンテナ42により受信された信号は、抽出部44に提供される。
The system of this embodiment includes an
抽出部44は、アンテナ42から提供されてくる信号からCSIの圧縮情報を抽出する。抽出された圧縮情報は、抽出部44から解凍部46に提供される。解凍部46は、標準化で定められている解凍方式により、抽出した情報から右特異行列を復元する。これにより、サブキャリア毎の右特異行列、つまり周波数方向に並んだ右特異行列が復元される。
The
図4は、右特異行列の特定要素を抜き出して周波数方向に並べた結果を示す。サブキャリア毎に生成される右特異行列の各要素は、図4に示すように、周波数特性として表すことができる。 Figure 4 shows the result of extracting specific elements of the right singular matrix and arranging them in the frequency direction. Each element of the right singular matrix generated for each subcarrier can be expressed as a frequency characteristic as shown in Figure 4.
解凍部46で復元された右特異行列の情報は、図1に示すように、情報削減部48に提供される。情報削減部48は、先ず、周波数方向に並べた右特異行列に対して逆フーリエ変換を施す。これにより、周波数領域の情報が時間領域の情報に変換される。その結果、時系列で表されたインパルス応答の情報が生成される。
The information of the right singular matrices restored by the
図5は、上記の処理により生成されたインパルス応答の一例を示す。このようにして生成されるインパルス応答には、エイリアスと称される周期的なノイズなど、物体検出の観点からすれば実質的に意味を持たない情報が含まれている。 Figure 5 shows an example of an impulse response generated by the above process. The impulse response generated in this way contains information that is essentially meaningless from the perspective of object detection, such as periodic noise called aliases.
図1に示す情報削減部48は、インパルス応答を生成すると、そのインパルス応答に適当な窓関数を適用する。
The
図6は、窓関数を適用することで、意味を持たない情報が削減された後のインパルス応答の一例を示す。本実施形態では、このようにして、物体検出の処理に付すべき情報量の軽減を図る。 Figure 6 shows an example of an impulse response after applying a window function to reduce meaningless information. In this way, this embodiment aims to reduce the amount of information to be applied to the object detection process.
図1に示すように、情報削減部48によって処理された情報は、判定部50に提供される。判定部50は、このようにして提供されるインパルス応答に基づいて既知の手法により物体検出の処理を行う。より具体的には、判定部50は、上記のインパルス応答に機械学習を適用して、既知の手法により物体検出を行う。
As shown in FIG. 1, the information processed by the
図7は、窓関数を変えて実施した物体検出のシミュレーション結果を示す。図中、最も左側のバーは、全ての情報(64点)を使用して行った物体検出の結果である。「T/4」のバーは、情報量を1/4(16点)に絞る窓関数を用いた場合の結果である。同様に「T/8」、「T/16」のバーは、夫々の情報量を1/8(8点)、1/16(4点)に絞る窓関数を用いた場合の結果である。この例では、「窓」を狭めるほど平均検知率が改善する結果が得られている。 Figure 7 shows the results of object detection simulations performed with different window functions. In the figure, the leftmost bar is the result of object detection performed using all information (64 points). The "T/4" bar is the result when a window function that limits the amount of information to 1/4 (16 points) is used. Similarly, the "T/8" and "T/16" bars are the results when window functions that limit the amount of information to 1/8 (8 points) and 1/16 (4 points), respectively. In this example, the average detection rate improves as the "window" is narrowed.
本実施形態では、図7に示すような結果に基づいて、高い平均検知率を実現する窓関数が予め選定される。このため、情報削減部48では、物体検出の点で意味の無い、或いは重要でない情報だけが削除され、判定部50には、重要な意味を持つ少量の情報だけが提供される。これにより、本実施形態のシステムでは、過大な計算負荷を伴うことなく、高精度な物体検出が実現される。
In this embodiment, a window function that achieves a high average detection rate is selected in advance based on the results shown in FIG. 7. Therefore, the
[物体検出装置における処理の流れ]
図8は、本実施形態において物体検出装置40が実行する処理の流れを説明するためのフローチャートである。本実施形態において、物体検出装置40は、演算処理ユニットと、プログラムを格納するメモリとを備えていてもよい。そして、図8に示す処理は、演算処理ユニットが、メモリに格納されているプログラムを実行することにより実現されてもよい。
[Processing flow in object detection device]
Fig. 8 is a flowchart for explaining the flow of processing executed by the
図8に示すルーチンでは、先ず、無線端末局20から発せられたCSIのフィードバック信号が受信される(ステップ100)。
In the routine shown in Figure 8, first, a CSI feedback signal emitted from the
次に、受信した信号からCSIの圧縮情報が抽出される(ステップ102)。これにより、図1に示す抽出部44の機能が実現される。
Next, the compressed CSI information is extracted from the received signal (step 102). This realizes the function of the
次に、既定の解凍処理により、圧縮情報から右特異行列が復元される(ステップ104)。これにより、図1に示す解凍部46の機能が実現される。
Next, the right singular matrix is restored from the compressed information by a default decompression process (step 104). This realizes the function of the
物体検出装置40は、次に、復元された右特異行列から情報を削減する(ステップ106)。具体的には、先ず、周波数方向に並べた右特異行列に対して逆フーリエ変換を施す。次いで、その結果生成されたインパルス応答に、予め設定しておいた適当な窓関数を適用して情報の削減を図る。本ステップ106の処理が実行されることにより、図1に示す情報削減部48の機能が実現される。
The
最後に、情報が削減された後のインパルス応答に基づいて物体検出の処理が実行される(ステップ108)。本ステップ108の処理により図1に示す判定部50の機能が実現される。
Finally, object detection processing is performed based on the impulse response after the information has been reduced (step 108). The processing of this
以上説明した通り、本実施形態のシステムによれば、物体検出の観点で意味の無い、或いは重要でない情報を削除して、物体検出の計算を実施することができる。このため、このシステムによれば、過度な計算負荷を伴うことなく、高精度な物体検出を実現することができる。 As described above, the system of this embodiment can perform object detection calculations by deleting information that is meaningless or unimportant from the perspective of object detection. Therefore, this system can achieve highly accurate object detection without incurring an excessive computational load.
実施の形態2.
次に、図1と共に図9を参照して本開示の実施の形態2について説明する。本実施形態の物体検出システムは、実施の形態1の場合と同様に、図1に示す構成による実現することができる。より具体的には、本実施形態の物体検出システムは、物体検出装置40に、上記図8に示すルーチンに代えて、後述する図9に示すルーチンを実行させることにより実現することができる。
Next, a second embodiment of the present disclosure will be described with reference to Fig. 9 together with Fig. 1. The object detection system of the present embodiment can be realized by the configuration shown in Fig. 1, similar to the first embodiment. More specifically, the object detection system of the present embodiment can be realized by causing the
上述した実施の形態1では、情報の削減に用いる窓関数を予め設定しておくことを前提として、物体検出装置40に図8に示すルーチンを実行させている。本実施形態で実行される図9に示すルーチンは、適切な窓関数を選定する処理を含んでいる。本実施形態の物体検出システムは、図9に示すルーチンを用いることにより、適切な窓関数を選定する機能を物体検出装置40に与えた点に特徴を有している。
In the above-described first embodiment, the
図9は、本実施形態において物体検出装置40が実行するルーチンのフローチャートを示す。図9において、図8に示すステップと同様のステップについては、共通する符号を付して、その説明を省略または簡略する。
Figure 9 shows a flowchart of a routine executed by the
図9に示すルーチン中、ステップ106では、実施の形態1の場合と同様に、適当な窓関数を用いて右特異行列を基礎とするインパルス応答の情報が削減される。次いで、ステップ108では、削減した情報に基づいて物体検知が実施される。
In the routine shown in FIG. 9, in
図9に示すルーチンでは、上記の処理に続いて、窓関数の探索が終了したか否かが判別される(ステップ110)。物体検出装置40においては、情報削減のための窓関数の候補が予め定められている。ここでは、候補の全てについてステップ106および108の処理が実施されたか否かが判別される。そして、候補の全てについてそれらの処理が実施されていないと判断された場合は、探索終了の判別が否定される。
In the routine shown in FIG. 9, following the above process, it is determined whether the search for window functions has ended (step 110). Candidates for window functions for information reduction are predefined in the
上記ステップ110で、探索終了の判別が否定された場合は、窓関数が、未使用のものに変更される(ステップ112)。以後、変更された窓関数を用いてステップ106および108の処理が再び実施される。
If the search is not completed in
一方、上記ステップ110で、探索終了の判別が肯定された場合は、次に、物体検出の検知率に関する閾値が設定される(ステップ114)。より具体的には、最大検知率に対して許容できる検知率の劣化量が閾値として設定される。
On the other hand, if the search is terminated in
次に、ステップ108で得た物体検知の結果に基づいて、上記の閾値をクリアする窓関数が抽出される(ステップ116)。具体的には、窓関数の夫々について平均検知率が算出される。次いで、その平均検知率が上記の閾値をクリアしている窓関数が、合格データとして抽出される。
Next, based on the object detection results obtained in
合格データの抽出が終わると、抽出された窓関数の中で、最も大きな削減率を実現する窓関数が選択される(ステップ118)。これにより、所望の検知率が実現でき、かつ、大きな削減率を達成する窓関数が選び出される。 Once the extraction of the acceptable data is completed, the window function that achieves the largest reduction rate among the extracted window functions is selected (step 118). This allows the selection of a window function that can achieve the desired detection rate and achieve a large reduction rate.
次に、選択された窓関数が、処理時間の条件をクリアしているか否かが判別される(ステップ120)。より具体的には、その窓関数を用いて削減した情報に基づいて実施する物体検知の処理が、規定の処理時間に収まるか否かが判別される。規定の処理時間は、例えば、物体検出に関するリアルタイム性の要求に従って予め決定されている。 Next, it is determined whether the selected window function satisfies the processing time condition (step 120). More specifically, it is determined whether the object detection processing performed based on the information reduced using the window function fits within a specified processing time. The specified processing time is determined in advance according to, for example, the real-time requirement for object detection.
本実施形態では、物体検知の精度に対して、リアルタイム性の要求を優先することとしている。このため、上記ステップ120で時間条件のクリアが認められない場合は、ステップ114に戻って、検知率閾値の見直しが行われる。
In this embodiment, priority is given to the requirement of real-time performance over the accuracy of object detection. Therefore, if the time condition is not met in
一方、上記ステップ120で時間条件のクリアが認められた場合は、その時点で選定されている窓関数が、情報削減のための窓関数として最終決定される(ステップ122)。
On the other hand, if the time condition is found to be met in
以上説明した通り、図9に示すルーチンによれば、所望の検知率と、所望のリアルタイム性の双方を実現する窓関数を適切に選択することができる。このため、本実施形態の物探検出システムによれば、過度な計算負荷を伴わずに高い精度で物体を検出する機能を実現することができる。 As described above, the routine shown in FIG. 9 makes it possible to appropriately select a window function that achieves both the desired detection rate and the desired real-time performance. Therefore, the object detector detection system of this embodiment can realize the function of detecting objects with high accuracy without excessive computational load.
ところで、上述した実施の形態2では、窓関数を選択するにあたって、時間条件のクリアを一つの要件としているが、本開示はこれに限定されるものではない。時間条件が重要でない環境下では、その条件を外して、検知率のみを要件として窓関数を選択することとしてもよい。 In the above-described second embodiment, one of the requirements for selecting a window function is to meet a time condition, but the present disclosure is not limited to this. In an environment in which the time condition is not important, this condition may be removed and the window function may be selected with only the detection rate as a requirement.
実施の形態3.
次に、図1および図8と共に図10を参照して、本開示の実施の形態3について説明する。本実施形態の物体検出システムは、実施の形態1および2の場合と同様に、図1に示す構成により実現することができる。
Next, a third embodiment of the present disclosure will be described with reference to Fig. 10 together with Fig. 1 and Fig. 8. The object detection system of the present embodiment can be realized by the configuration shown in Fig. 1, similarly to the first and second embodiments.
上述した実施の形態1および2では、周波数領域の情報を時間領域の情報に変換した後に、窓関数を用いて情報の削減を図っている。しかしながら、情報を削減する手法はこれに限定されるものではない。具体的には、右特異行列の情報削減は、逆フーリエ変換を実施して時間領域のインパルス応答に変換する前に、周波数特性の段階で実施してもよい。 In the above-mentioned first and second embodiments, the frequency domain information is converted into time domain information, and then a window function is used to reduce the information. However, the method of reducing the information is not limited to this. Specifically, the information reduction of the right singular matrix may be performed at the frequency characteristics stage, before performing an inverse Fourier transform to convert to a time domain impulse response.
図10は、本実施形態において物体検出装置40が情報削減を実施するタイミングを説明するための図である。図10において、左上の領域には、右特異行列の特定要素が周波数方向に並んでいる様子を示している。ここでは、破線を構成するドットの夫々と、4Δfの間隔で示された〇の夫々が特定要素のデータを表している。
Figure 10 is a diagram for explaining the timing at which the
図10の左下の領域は、左上の領域に示されたデータから、〇に相当するデータを抜き出した結果を示す。ここでは、具体的には、4Δfの間隔でデータを抜き出すことにより、データ数が1/4に削減されている。 The lower left area of Figure 10 shows the results of extracting data corresponding to circles from the data shown in the upper left area. Specifically, the amount of data has been reduced to 1/4 by extracting data at intervals of 4Δf.
図10の右側の領域は、1/4に削減された周波数領域の情報に逆フーリエ変換を施した結果である。この結果は、図5に示すインパルス応答に窓関数を適用することで取得した図6に示す結果と同等である。このように、周波数領域の情報から一定間隔でデータを抽出する手法によれば、時間領域の情報に窓関数を適用する場合と同様の情報削減を実現することができる。 The area on the right side of Figure 10 is the result of performing an inverse Fourier transform on the frequency domain information reduced by 1/4. This result is equivalent to the result shown in Figure 6, which was obtained by applying a window function to the impulse response shown in Figure 5. In this way, by using a technique for extracting data at regular intervals from frequency domain information, it is possible to achieve information reduction similar to that achieved by applying a window function to time domain information.
本実施形態において、物体検出装置40は、実施の形態1の場合と同様に、図8に示すフローチャートに沿って物体検出の処理を行う。但し、本実施形態では、ステップ106において、以下の手順で情報削減を行う。
1.復元した右特異行列に基づく周波数特性(図4または図10左上領域参照)を生成する。
2.上記の周波数特性から一定間隔で情報を抽出して削減周波数特性を生成する。
3.抽出した削減周波数特性に逆フーリエ変換を施して、情報が削減されたインパルス応答を取得する。
In this embodiment, the
1. A frequency characteristic based on the restored right singular matrix (see the upper left region of FIG. 4 or FIG. 10) is generated.
2. Extract information from the above frequency characteristics at regular intervals to generate a reduced frequency characteristic.
3. An inverse Fourier transform is applied to the extracted reduced frequency characteristic to obtain an impulse response with reduced information.
以後、ステップ108では、実施の形態1の場合と同様に、情報が削減された後のインパルス応答に基づいて物体検出の処理が実行される。このため、本実施形態のシステムによっても、実施の形態1の場合と同様に、過大な計算負荷を伴うことなく、高精度な物体検出を実現することができる。
After that, in
[実施の形態3の変形例]
ところで、上述した実施の形態3では、物体検出装置40が、実施の形態1の場合と同様に、図8に示すフローチャートに沿って物体検出の処理を進めることとしている。しかしながら、本開示はこれに限定されるものではない。即ち、周波数領域の段階で情報を削減する手法は、図9に示すフローチャートに沿った処理に組み合わせることとしてもよい。
[Modification of the third embodiment]
Incidentally, in the above-described third embodiment, the
[実施の形態1~3に共通の変形例]
また、上述した実施の形態1~3では、複数のサブキャリアを有する周波数帯を一つだけ用いることが前提とされている。しかしながら、本開示はこれに限定されるものではなく、物体検出システムが取り扱う周波数帯は複数であってもよい。
[Modifications common to the first to third embodiments]
In addition, in the above-described first to third embodiments, it is assumed that only one frequency band having multiple subcarriers is used. However, the present disclosure is not limited to this, and the object detection system may handle multiple frequency bands.
図11は、実施の形態1~3で用いられる周波数帯52に隣接して複数の周波数帯が並んでいる様子を示している。本開示の物体検出装置は、図11に示すような複数の周波数帯を用いて、情報削減を施したうえで物体検出を行うことも可能である。この場合、より詳細なインパルス応答を取得することができるため、検知率の精度が向上することが期待される。
Figure 11 shows multiple frequency bands arranged adjacent to
図12は、実施の形態1~3で用いられる周波数帯52の右側に、間隔を空けて複数の周波数帯が並んでいる様子を示している。本開示の物体検出システムは、図12に示すように、所謂歯抜けの状態で並んだ複数の周波数帯を取り扱うことも可能である。
Figure 12 shows multiple frequency bands spaced apart to the right of
10 無線基地局
20 無線端末局
40 物体検出装置
48 情報削減部
10
Claims (7)
前記無線端末局が通信波のサブキャリア毎に推定した伝搬チャネル情報に関わる情報を乗せて送信するフィードバック信号を受信する処理と、
前記フィードバック信号から前記伝搬チャネル情報に関わる情報を抽出する処理と、
物体検出の検知率の要求を満たすものとして選定された削減条件を適用して、前記伝搬チャネル情報に関わる情報を削減する削減処理と、
前記削減処理が施された後の情報に対応する削減インパルス応答に基づいて前記物体検出を行う処理と、を実行するように構成され、
前記削減条件は、物体検出の検知率が合格閾値をクリアする条件であり、
前記検知率は、前記削減インパルス応答を入力とする機械学習の結果を適用して実施される物体検出による平均検知率である物体検出装置。 An object detection device that detects an object in a detection area between a wireless base station and a wireless terminal station,
A process of receiving a feedback signal that carries information related to propagation channel information estimated for each subcarrier of a communication wave and is transmitted by the wireless terminal station;
extracting information related to the propagation channel information from the feedback signal;
a reduction process for reducing information related to the propagation channel information by applying a reduction condition selected as meeting a requirement for a detection rate of object detection;
A process of performing the object detection based on a reduced impulse response corresponding to the information after the reduction process is performed ;
The reduction condition is a condition that a detection rate of the object detection clears a pass threshold,
An object detection device in which the detection rate is an average detection rate of object detection performed by applying the results of machine learning that uses the reduced impulse response as input .
前記削減処理は、
前記伝搬チャネル情報に関わる周波数領域の情報に逆フーリエ変換を施して前記インパルス応答を生成する処理と、
前記インパルス応答に前記窓関数を適用して前記削減インパルス応答を生成する処理と、を含む請求項1に記載の物体検出装置。 the reduction condition is a condition for a window function to be applied to the impulse response,
The reduction process includes:
performing an inverse Fourier transform on frequency domain information relating to the propagation channel information to generate the impulse response;
The object detection apparatus according to claim 1 , further comprising: a process of applying the window function to the impulse response to generate the reduced impulse response.
前記削減処理は、
前記伝搬チャネル情報に関わる周波数領域の情報に前記抽出処理を施す処理と、
前記抽出処理が施された後の周波数領域の情報に逆フーリエ変換を施して前記削減インパルス応答を生成する処理と、を含む請求項1に記載の物体検出装置。 the reduction condition is a condition for an extraction process of extracting frequency domain information related to the propagation channel information at a certain frequency interval;
The reduction process includes:
performing the extraction process on frequency domain information related to the propagation channel information;
The object detection device according to claim 1 , further comprising a process of performing an inverse Fourier transform on the frequency domain information after the extraction process to generate the reduced impulse response.
使用可能な削減条件の夫々について、前記物体検出の検知率を計算する処理と、
前記検知率が合格条件を満たす削減条件を合格条件として抽出する処理と、
前記合格条件の中から、最大の情報削減率を達成する最適条件を選択する処理と、
当該最適条件を前記削減条件として選定する選定処理と、
を更に実行するように構成された請求項1乃至3の何れか1項に記載の物体検出装置。 In order to select the reduction conditions,
calculating a detection rate of the object detection for each of the available reduction conditions;
A process of extracting a reduction condition that satisfies the pass condition as the pass condition,
selecting an optimal condition that achieves a maximum information reduction rate from among the pass conditions;
a selection process for selecting the optimal condition as the reduction condition;
4. The object detection device according to claim 1 , further configured to perform the following:
前記最適条件を適用して生成した前記削減インパルス応答に基づく物体検出の処理時間が、時間条件を満たすか否かを判別する処理と、
前記処理時間が前記時間条件を満たさないと判別された場合に、前記合格条件の判定条件を緩和する処理と、を更に実行し、
前記選定処理は、前記時間条件を満たすと判別された前記最適条件を、前記削減条件として選定する処理を含むように構成された請求項4に記載の物体検出装置。 In order to select the reduction conditions,
a process of determining whether a processing time for object detection based on the reduced impulse response generated by applying the optimal condition satisfies a time condition;
If it is determined that the processing time does not satisfy the time condition, a process of relaxing the judgment condition of the pass condition is further executed;
The object detection device according to claim 4 , wherein the selection process includes a process of selecting the optimum condition determined to satisfy the time condition as the reduction condition.
前記無線基地局が、通信に用いる周波数帯に含まれる複数のサブキャリアの夫々に乗せて、無線端末局に向けて無線信号を送信するステップと、
前記無線端末局が、前記サブキャリア毎に伝搬チャネル情報を推定するステップと、
前記無線端末局が、前記伝搬チャネル情報に関わる情報を乗せたフィードバック信号を送出するステップと、
前記フィードバック信号から前記伝搬チャネル情報に関わる情報を抽出するステップと、
物体検出の検知率の要求を満たすものとして選定された削減条件を適用して、抽出された前記伝搬チャネル情報に関わる情報を削減する削減ステップと、
前記削減ステップの処理が施された後の情報に対応する削減インパルス応答に基づいて前記物体検出を行うステップと、を含み、
前記削減条件は、物体検出の検知率が合格閾値をクリアする条件であり、
前記検知率は、前記削減インパルス応答を入力とする機械学習の結果を適用して実施される物体検出による平均検知率である物体検出装置。 An object detection method for detecting an object in a detection area between a wireless base station and a wireless terminal station, comprising:
a step of transmitting a radio signal to a radio terminal station by the radio base station on each of a plurality of subcarriers included in a frequency band used for communication;
The wireless terminal station estimates propagation channel information for each of the subcarriers;
The wireless terminal station transmits a feedback signal carrying information related to the propagation channel information;
extracting information related to said propagation channel profile from said feedback signal;
a reduction step of reducing the extracted information related to the propagation channel information by applying a reduction condition selected as meeting a requirement of a detection rate of object detection;
performing the object detection based on a reduced impulse response corresponding to information after the reduction step has been performed ;
The reduction condition is a condition that a detection rate of the object detection clears a pass threshold,
An object detection device in which the detection rate is an average detection rate of object detection performed by applying the results of machine learning that uses the reduced impulse response as input .
前記無線信号を受信して、前記サブキャリア毎に伝搬チャネル情報を推定すると共に、当該伝搬チャネル情報に関わる情報を乗せたフィードバック信号を送出する無線端末局と、
前記無線基地局と前記無線端末局との間の検出エリアにおける物体検出を行う物体検出装置と、を備え、
前記物体検出装置は、
前記フィードバック信号を受信する処理と、
前記フィードバック信号から前記伝搬チャネル情報に関わる情報を抽出する処理と、
物体検出の検知率の要求を満たすものとして選定された削減条件を適用して、前記伝搬チャネル情報に関わる情報を削減する削減処理と、
前記削減処理が施された後の情報に対応する削減インパルス応答に基づいて前記物体検出を行う処理と、を実行するように構成され、
前記削減条件は、物体検出の検知率が合格閾値をクリアする条件であり、
前記検知率は、前記削減インパルス応答を入力とする機械学習の結果を適用して実施される物体検出による平均検知率である物体検出システム。 a wireless base station that transmits wireless signals on a plurality of subcarriers included in a frequency band used for communication;
a wireless terminal station that receives the wireless signal, estimates propagation channel information for each of the subcarriers, and transmits a feedback signal carrying information related to the propagation channel information;
an object detection device that detects an object in a detection area between the wireless base station and the wireless terminal station,
The object detection device includes:
receiving the feedback signal;
extracting information related to the propagation channel information from the feedback signal;
a reduction process for reducing information related to the propagation channel information by applying a reduction condition selected as meeting a requirement for a detection rate of object detection;
A process of performing the object detection based on a reduced impulse response corresponding to the information after the reduction process is performed ;
The reduction condition is a condition that a detection rate of the object detection clears a pass threshold,
An object detection system in which the detection rate is an average detection rate of object detection performed by applying the results of machine learning using the reduced impulse response as input .
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