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JP7688356B2 - OBJECT DETECTION DEVICE, OBJECT DETECTION METHOD, AND OBJECT DETECTION SYSTEM - Google Patents
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OBJECT DETECTION DEVICE, OBJECT DETECTION METHOD, AND OBJECT DETECTION SYSTEM Download PDF

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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 non-patent document 1, a device-free detection method is also known. With the device-free detection method, it is possible to detect objects that do not hold a special device such as an antenna, such as a person.

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.

“WiFi Sensing with Channel State Information: A Survey”, YONGSEN MA, GANG ZHOU, and SHUANGQUAN WANG, Computer Science Department, College of William & Mary, USA, ACM Computing Surveys, Vol. 52, No. 3, Article 46. Publication date: June 2019.“WiFi Sensing with Channel State Information: A Survey”, YONGSEN MA, GANG ZHOU, and SHUANGQUAN WANG, Computer Science Department, College of William & Mary, USA, ACM Computing Surveys, Vol. 52, No. 3, Article 46. Publication date: June 2019.

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。また、無線端末局が推定するCSIには、ノイズ等に起因する瞬間的な誤差が生ずることがある。このため、単一時刻のCSIを基礎とする従来の物体検出の手法においては、瞬間的な誤差に起因する検知精度の低下も課題となる。 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 holding a device such as an antenna. In addition, the CSI estimated by the wireless terminal station may contain momentary errors due to noise, etc. For this reason, conventional object detection methods based on CSI at a single time also have the issue of reduced detection accuracy due to momentary errors.

本開示は、上記の課題に着目してなされたものであり、ノイズ等に起因する瞬間的な誤差の影響を抑えて、検出エリア内のデバイスフリーの物体を常に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、ノイズ等に起因する瞬間的な誤差の影響を抑えて、検出エリア内のデバイスフリーの物体を常に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、ノイズ等に起因する瞬間的な誤差の影響を抑えて、検出エリア内のデバイスフリーの物体を常に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 with focus on the above-mentioned problems, and has as its first objective to provide an object detection device that can always detect device-free objects within a detection area with high accuracy by suppressing the effects of momentary errors caused by noise, etc.
A second object of the present disclosure is to provide an object detection method for always detecting device-free objects within a detection area with high accuracy by suppressing the influence of momentary errors caused by noise, etc.
Furthermore, a third objective of the present disclosure is to provide an object detection system that can always detect device-free objects within a detection area with high accuracy by suppressing the effects of momentary errors caused by noise, etc.

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、
前記伝搬チャネル情報に関わる情報を、時系列に結合して時系列伝搬チャネル情報を生成する処理と、
前記時系列伝搬チャネル情報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 relating to the propagation channel information from the feedback signal;
A process of combining information related to the propagation channel information in a time series to generate time series propagation channel information;
performing the object detection based on the time series propagation channel information;
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、
前記伝搬チャネル情報に関わる情報を、時系列に結合して時系列伝搬チャネル情報を生成するステップと、
前記時系列伝搬チャネル情報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 estimating 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;
combining the information related to the propagation channel information in a time series to generate time series propagation channel information;
performing the object detection based on the time series propagation channel information;
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、
前記伝搬チャネル情報に関わる情報を、時系列に結合して時系列伝搬チャネル情報を生成する処理と、
前記時系列伝搬チャネル情報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 relating to the propagation channel information from the feedback signal;
A process of combining information related to the propagation channel information in a time series to generate time series propagation channel information;
and performing the object detection process based on the time-series propagation channel information.

本開示によれば、ノイズ等に起因する瞬間的な誤差の影響を抑えて、検出エリア内のデバイスフリーの物体を常に高い精度で検出することができる。 According to the present disclosure, it is possible to suppress the effects of momentary errors caused by noise, etc., and to consistently detect device-free objects within the detection area with high accuracy.

本開示の実施の形態1の物体検出システムの構成を説明するための図である。FIG. 1 is a diagram for explaining a configuration of an object detection system according to a first embodiment of the present disclosure. 本開示の実施の形態1が対象とする検出エリアの一例を説明するための図である。FIG. 2 is a diagram for explaining an example of a detection area targeted by the first embodiment of the present disclosure. 本開示の実施の形態1において無線端末局が取得する伝搬チャネル情報の概要を説明するための図である。1 is a diagram for explaining an overview of propagation channel information acquired by a wireless terminal station in the first embodiment of the present disclosure. FIG. CSIに表れる周波数特性の一例を示す図である。FIG. 1 is a diagram illustrating an example of frequency characteristics appearing in CSI. 物体の移動に伴う伝送路の変動の影響が時系列でCSIの周波数特性に表れる様子を示す図である。1 is a diagram showing how the influence of fluctuations in a transmission path caused by the movement of an object appears in the frequency characteristics of CSI over time. CSIに表れる周波数特性に逆フーリエ変換を施すことで得られるインパルス応答の一例を示す図である。FIG. 1 is a diagram illustrating an example of an impulse response obtained by performing an inverse Fourier transform on the frequency characteristics appearing in the CSI. 単一時刻のCSIを基礎とする場合の検知率と、時系列に表れるCSIの結合を基礎とする場合の検知率とを対比して表した図である。This figure compares the detection rate when based on a single-time CSI and when based on a combination of CSI appearing in a time series. 本開示の実施の形態1において実施される物体検出処理の流れを説明するためのフローチャートである。1 is a flowchart for explaining the flow of an object detection process performed in the first embodiment of the present disclosure. CSIに関わる情報を周波数領域または時間領域で削減する手法を説明するための図である。FIG. 1 is a diagram for explaining a method for reducing CSI-related information in the frequency domain or the time domain. 本開示の実施の形態2において実施される物体検出処理の流れを説明するためのフローチャートである。13 is a flowchart for explaining the flow of an object detection process performed in a second embodiment of the present disclosure. 本開示の実施の形態2において実施される情報削減の効果を説明するための図である。FIG. 11 is a diagram for explaining the effect of information reduction performed in the second embodiment of the present disclosure. 本開示の実施の形態3において実施される物体検出処理の流れを説明するためのフローチャートである。13 is a flowchart for explaining the flow of an object detection process performed in a third embodiment of the present disclosure. 物体の移動方向が既知である場合に、その移動方向を制限条件として利用する手法を説明するための図である。11 is a diagram for explaining a technique for using an object's moving direction as a limiting condition when the moving direction is known. FIG.

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。
Embodiment 1.
[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 wireless base station 10. The wireless base station 10 includes M antennas 12-1 to 12-M. Hereinafter, when there is no need to distinguish between the antennas 12-1 to 12-M, the subscripts of the reference symbols will be omitted and the antennas will be referred to as "antennas 12."

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 wireless base station 10 transmits wireless signals belonging to a pre-assigned frequency band from each of the antennas 12. More specifically, this frequency band includes multiple subcarriers, and the antennas 12 transmit wireless signals for each of these subcarriers.

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 wireless terminal station 20. The wireless terminal station 20 includes N antennas 22-1 to 22-N. Each of the antennas 22-1 to 22-N receives wireless signals transmitted on multiple subcarriers from each of the antennas 12-1 to 12-M. Hereinafter, when there is no need to distinguish between the antennas 22-1 to 22-N, the subscripts of the reference symbols will be omitted and the antennas will be referred to as "antennas 22."

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 antennas 12 of the wireless base station 10 and the antennas 22 of the wireless terminal station 20 are placed. This shows an example in which the wireless base station 10 has four antennas 12 and the wireless terminal station 20 has one antenna 22.

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 antenna 12 and antenna 22 are fixedly disposed. A detection area is set between antenna 12 and antenna 22. FIG. 2 shows an example in which the detection area is divided into eight areas (1) to (8). This embodiment discloses a system that detects whether an object that does not hold a device that emits a wireless signal, such as a person, is present within the detection area, and further, in which area and at what density the object is present within the detection area.

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 wireless terminal station 20, respectively. Hereinafter, when there is no need to distinguish between radio units 24-1 to 24-N, the subscripts of the reference numbers will be omitted and they will be referred to as "radio unit 24."

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 radio unit 24 converts the radio signal received by the antenna 22 into a format that allows estimation of propagation channel information (CSI). The signal converted by the radio unit 24 is provided to the CSI estimation unit 26. Here, CSI refers to amplitude information, phase information, and information on relative values between antennas for each subcarrier of OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) on the propagation path.

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 radio base station 10 arrive at antenna 22-1 of radio terminal station 20. The same applies to the other antennas 22-2 to 22-N. As radio units 24-1 to 24-N each receive M types of radio signals, M×N types of signals are provided to CSI estimation unit 26. Each of these M×N types of signals contains a frequency element for each subcarrier.

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、更に、それらがサンプリング時刻毎に繰り返し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、サンプリング時刻毎に、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 CSI estimation unit 26. Figure 3 shows how an M x N CSI matrix is defined for each subcarrier, and how these are repeatedly defined for each sampling time. As shown in Figure 3, the CSI estimation unit 26 estimates the CSI for each sampling time in the form of an M x N matrix arranged in the frequency direction.

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 CSI estimation unit 26 is provided to the conversion unit 28. The conversion unit 28 converts the M×N CSI matrix into a right singular matrix by singular value decomposition according to standardized techniques for wireless communication. The converted right singular matrix is provided to the compression unit 30.

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 compression unit 30 compresses the information of the right singular matrix using a known method defined in standardization technology. The compressed information is converted into a radio signal by the radio unit 32 and transmitted as a feedback signal from the antennas 22-1 to 22-N.

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 object detection device 40 in addition to a wireless base station 10 and a wireless terminal station 20. The CSI feedback signal emitted from the wireless terminal station 20 is received by the wireless base station 10 and also by an antenna 42 of the object detection device 40. The signal received by the antenna 42 is provided to an extraction unit 44.

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 extraction unit 44 extracts compressed CSI information from the signal provided by the antenna 42. The extracted compressed information is provided from the extraction unit 44 to the decompression unit 46. The decompression unit 46 reconstructs the right singular matrix from the extracted information using a decompression method defined by standardization. This reconstructs the right singular matrix for each subcarrier, that is, the right singular matrix arranged in the frequency direction.

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、情報結合部48と、記憶部50に提供される。記憶部50は、解凍部46から提供される右特異行列の情報を時系列に記憶する。情報結合部48は、過去の情報を記憶部から読み出し、最新の情報と過去の情報とを結合して、幾つかのサンプリング時刻におけるCSIの情報を含む時系列CSIを生成する。 The information on the right singular matrix restored by the decompression unit 46 is provided to the information combination unit 48 and the storage unit 50, as shown in FIG. 1. The storage unit 50 stores the information on the right singular matrix provided by the decompression unit 46 in chronological order. The information combination unit 48 reads past information from the storage unit and combines the latest information with the past information to generate a time-series CSI that includes information on the CSI at several sampling times.

図5は、検出エリア内で物体が移動することに伴って伝送路に生ずる変動の影響が、時系列でCSIの周波数特性に表れる様子を示している。図5の下段に示す三次元の波形は、連続する三つのサンプリング時刻の夫々において得られたCSIの周波数特性を示している。CSIには、検出エリア内に存在する物体の影響が表れる。そして、図5の上段に示すようにその物体が検出エリア内で移動すると、その影響は、時系列でCSIに表れる。 Figure 5 shows how the effect of fluctuations in the transmission path caused by an object moving within the detection area appears in the frequency characteristics of the CSI over time. The three-dimensional waveform shown in the bottom part of Figure 5 shows the frequency characteristics of the CSI obtained at each of three consecutive sampling times. The effect of an object present within the detection area appears in the CSI. Then, as shown in the top part of Figure 5, when the object moves within the detection area, the effect appears in the CSI over time.

単一時刻のCSI(以下、「瞬時CSI」と称す)に着目して物体検出を行う場合、ノイズ等の影響で瞬間的な誤差が生じれば、その誤差の影響が物体検出の結果にそのまま反映される。これに対して、時系列で並ぶ複数のCSI(以下、「時系列CSI」と称す)を結合させて、その結合の結果から物体検出の結果を導くこととすれば、スペクトログラムを観測するのと同様に、瞬間的な誤差の影響を抑えて検出結果の精度を高めることができる。情報結合部48は、このような精度向上のメリットを得るために、記憶部50の情報を利用して時系列CSIを生成する。 When object detection is performed by focusing on CSI at a single time (hereinafter referred to as "instantaneous CSI"), if momentary errors occur due to the effects of noise, etc., the effects of those errors are directly reflected in the object detection results. In contrast, if multiple CSI arranged in a time series (hereinafter referred to as "time-series CSI") are combined and the object detection results are derived from the combined results, the effects of momentary errors can be suppressed and the accuracy of the detection results can be improved, similar to observing a spectrogram. In order to obtain the benefits of such improved accuracy, the information combination unit 48 generates time-series CSI using information from the memory unit 50.

情報結合部48で生成された時系列CSIは、図1に示すように、判定部52に提供される。判定部52では、先ず、時系列CSIに表れる周波数特性に逆フーリエ変換が施される。これにより、周波数領域の情報が時間領域のインパルス応答に変換される。 The time-series CSI generated by the information combination unit 48 is provided to the determination unit 52, as shown in FIG. 1. The determination unit 52 first applies an inverse Fourier transform to the frequency characteristics appearing in the time-series CSI. This converts the information in the frequency domain into an impulse response in the time domain.

図6は、上記図4に示す周波数特性に逆フーリエ変換を施すことで得られるインパルス応答の一例を示す。判定部52では、時系列CSIに含まれる瞬時CSIの夫々に表れる周波数特性に対して逆フーリエ変換が施される。これにより、図6に示すようなインパルス応答が複数連結された情報(以下、「時系列インパルス応答」と称す)が生成される。 Figure 6 shows an example of an impulse response obtained by applying an inverse Fourier transform to the frequency characteristics shown in Figure 4 above. In the determination unit 52, an inverse Fourier transform is applied to the frequency characteristics appearing in each of the instantaneous CSIs included in the time-series CSI. As a result, information in which multiple impulse responses such as those shown in Figure 6 are concatenated (hereinafter referred to as a "time-series impulse response") is generated.

その後、判定部52は、このようにして生成した時系列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52は、上記の時系列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。 Then, the determination unit 52 performs object detection processing using a known method based on the time-series impulse response generated in this manner. More specifically, the determination unit 52 applies machine learning to the time-series impulse response to perform object detection using a known method.

図7は、瞬時CSIに基づいて実施した物体検出のシミュレーション結果と、時系列CSIに基づいて物体検出を行った場合のシミュレーション結果とを対比して表した図である。図7に示す例では、時系列CSIを用いることで、瞬時CSIを用いる場合に比して高い平均検知率が得られている。時系列CSIによれば、ノイズ等に起因してCSIに重畳する瞬間的な誤差の影響を抑えることができ、上記の通り物体検出の精度を高めることができる。 Figure 7 compares the simulation results of object detection based on instantaneous CSI with the simulation results of object detection based on time-series CSI. In the example shown in Figure 7, a higher average detection rate is obtained by using time-series CSI compared to using instantaneous CSI. Time-series CSI can reduce the effects of momentary errors superimposed on CSI due to noise, etc., and can improve the accuracy of object detection as described above.

[物体検出装置における処理の流れ]
図8は、上記の機能を実現するために、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 object detection device 40 in this embodiment to realize the above functions. In this embodiment, the object detection device 40 may include a calculation processing unit and a memory that stores a program. The processing shown in Fig. 8 may be realized by the calculation processing unit executing the program stored in the memory.

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 wireless terminal station 20 is received (step 100).

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 extraction unit 44 shown in FIG. 1.

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。解凍された右特異行列の情報は、記憶部50を構成するメモリに記録される。 Next, the right singular matrix is restored from the compressed information by a default decompression process (step 104). This realizes the function of the decompression unit 46 shown in FIG. 1. The information on the decompressed right singular matrix is recorded in the memory constituting the storage unit 50.

物体検出装置40は、次に、今回の処理で新たに復元された右特異行列と、記憶部50から読み出した既定数の過去の右特異行列とを含む時系列CSIを生成する(ステップ106)。これにより、図1に示す情報結合部48の機能が実現される。 Next, the object detection device 40 generates a time-series CSI including the right singular matrix newly reconstructed in the current process and a predetermined number of past right singular matrices read from the storage unit 50 (step 106). This realizes the function of the information combination unit 48 shown in FIG. 1.

最後に、上記ステップ106で得た時系列CSIの情報に基づいて物体検出の処理が実行される(ステップ108)。具体的には、先ず、結合された右特異行列に表れる周波数特性に逆フーリエ変換が施される。次いで、その結果生成された結合インパルス応答に、機械学習を適用して物体検出の処理を行う。これにより、図1に示す判定部52の機能が実現される。 Finally, object detection processing is performed based on the time-series CSI information obtained in step 106 (step 108). Specifically, first, an inverse Fourier transform is applied to the frequency characteristics appearing in the combined right singular matrix. Next, machine learning is applied to the combined impulse response generated as a result to perform object detection processing. This realizes the function of the determination unit 52 shown in FIG. 1.

以上説明した通り、本実施形態のシステムによれば、複数の瞬時CSIを結合して得た時系列CSIに基づいて物体検出を実施する。これにより、本実施形態のシステムによれば、ノイズ等に起因する瞬間的な誤差の影響を抑えて、常に高い精度で物体検出の機能を実現することができる。 As described above, the system of this embodiment performs object detection based on a time-series CSI obtained by combining multiple instantaneous CSIs. As a result, the system of this embodiment can suppress the effects of momentary errors caused by noise, etc., and can always achieve highly accurate object detection.

実施の形態2.
[実施の形態2の構成]
次に、図1と共に図9および図10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に示す構成により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10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。
Embodiment 2.
[Configuration of the Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present disclosure will be described with reference to Fig. 9 and Fig. 10 as well as 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 object detection device 40 to execute a routine shown in Fig. 10, which will be described later, instead of the routine shown in Fig. 8 above.

[情報削減の原理]
図9は、CSIに含まれる情報量を周波数領域または時間領域で削減する手法を説明するための図である。より具体的には、図9の左上領域は、瞬時CSIに表れる周波数特性を示す。また、図9の右上領域は、その周波数特性に逆フーリエ変換を施すことで得られる時間領域のインパルス応答を示す。
[Principle of Information Reduction]
Fig. 9 is a diagram for explaining a method for reducing the amount of information contained in CSI in the frequency domain or the time domain. More specifically, the upper left area of Fig. 9 shows the frequency characteristics appearing in the instantaneous CSI. The upper right area of Fig. 9 shows the impulse response in the time domain obtained by performing an inverse Fourier transform on the frequency characteristics.

CSIには、無線信号の遅延波に起因する繰り返しの情報など、物体検出の基礎とするうえで意味の無い、或いは重要でない情報が含まれている。CSIの周波数特性に逆フーリエ変換を施すと、そのような情報は、エイリアスと称される周期的な波形としてインパルス応答上に表れる。 CSI contains information that is meaningless or unimportant as a basis for object detection, such as repetitive information caused by delayed radio signals. When an inverse Fourier transform is applied to the frequency characteristics of CSI, such information appears in the impulse response as periodic waveforms called aliases.

図9の右下領域は、右上領域に示すインパルス応答に対して、エイリアスを削除するための窓関数を適用することで得られた情報削減後のインパルス応答(以下、「削減インパルス応答」と称す)を示す。物体検出の観点からすると、エイリアスの部分は大きな意味を持っていない。このため、情報を削減する前のインパルス応答を基礎としても、削減インパルス応答を基礎としても、物体検出の精度に大きな変化は生じない。 The lower right area of Figure 9 shows the impulse response after information reduction (hereinafter referred to as the "reduced impulse response") obtained by applying a window function to remove aliases to the impulse response shown in the upper right area. From the viewpoint of object detection, the aliased part does not have a significant meaning. For this reason, there is no significant change in the accuracy of object detection whether the impulse response before information reduction is used as the basis or the reduced impulse response is used as the basis.

従って、以下の手順に従えば、物体検出の精度を下げることなく、物体検出の計算負荷を下げることができる。
(1)周波数特性に逆フーリエ変換を施してインパルス応答を得る。
(2)インパルス応答に適当な窓関数を適用して、削減インパルス応答を得る。
(3)削減インパルス応答に基づいて、物体検出の処理を行う。
Therefore, by following the procedure below, it is possible to reduce the computational load of object detection without reducing the accuracy of object detection.
(1) An impulse response is obtained by performing an inverse Fourier transform on the frequency characteristics.
(2) Apply an appropriate window function to the impulse response to obtain a reduced impulse response.
(3) Object detection processing is performed based on the reduced impulse response.

図9の左上領域に示す周波数特性は、波形を構成する破線のドット夫々と、一定間隔で並ぶ〇印の双方が、サブキャリア毎のCSIの要素を表している。そして、ここでは、破線のドットが、物体検出の観点では意味の無い、或いは重要でないデータを表している。他方、〇印は、物体検出の観点で重要なデータを表している。 In the frequency characteristics shown in the upper left region of Figure 9, both the dashed dots that make up the waveform and the circles spaced at regular intervals represent the CSI elements for each subcarrier. Here, the dashed dots represent data that is meaningless or unimportant from the perspective of object detection. On the other hand, the circles represent data that is important from the perspective of object detection.

図9の左下領域は、左上領域に示す周波数特性から、重要なデータである〇印だけを抽出することで得た周波数特性(以下、「削減周波数特性」と称す)を示す。削減周波数特性に対して逆フーリエ変換を施すと、図9右下領域に示すような、無駄のない情報だけを含む削減インパルス応答を得ることができる。 The lower left area of Figure 9 shows the frequency characteristic (hereinafter referred to as the "reduced frequency characteristic") obtained by extracting only the important data, indicated by circles, from the frequency characteristic shown in the upper left area. By performing an inverse Fourier transform on the reduced frequency characteristic, a reduced impulse response containing only lean information can be obtained, as shown in the lower right area of Figure 9.

従って、上記(1)~(3)の手順に代えて以下の手順に従うことによっても、物体検出の精度を下げることなく、物体検出の計算負荷を下げることが可能である。
(A)周波数特性から一定間隔でデータを抜き出して削減周波数特性を得る。
(B)削減周波数特性に逆フーリエ変換を施して削減インパルス応答を得る。
(C)削減インパルス応答に基づいて、物体検出の処理を行う。
Therefore, by following the procedure below instead of the above procedures (1) to (3), it is possible to reduce the computational load of object detection without reducing the accuracy of object detection.
(A) Data is extracted at regular intervals from the frequency characteristics to obtain a reduced frequency characteristic.
(B) An inverse Fourier transform is applied to the reduced frequency characteristic to obtain a reduced impulse response.
(C) Object detection processing is performed based on the reduced impulse response.

上述した実施の形態1では、解凍部46が、解凍した右特異行列の情報を、そのまま情報結合部48および記憶部50に提供する。これに対して、本実施形態のシステムでは、解凍部46が、上述した二つの手法の何れかで情報削減を図った後の情報が情報結合部48および記憶部50に提供される。これにより、情報結合部48は、情報量の削減が図られた時系列CSIを判定部52に提供する。その結果、本実施形態によれば、実施の形態1の場合に比して、検出精度を下げることなく、判定部52の計算負荷を軽くすることができる。 In the above-described first embodiment, the decompression unit 46 provides the decompressed right singular matrix information as is to the information combination unit 48 and the storage unit 50. In contrast, in the system of this embodiment, the decompression unit 46 provides the information after the information reduction is performed by either of the above-described two methods to the information combination unit 48 and the storage unit 50. As a result, the information combination unit 48 provides the time-series CSI with reduced information volume to the determination unit 52. As a result, according to this embodiment, it is possible to reduce the calculation load of the determination unit 52 without reducing the detection accuracy compared to the case of the first embodiment.

[実施の形態2における処理の流れ]
図10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10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。
[Processing flow in the second embodiment]
Fig. 10 is a flowchart of a routine executed by the object detection device 40 in this embodiment. In Fig. 10, steps similar to those shown in Fig. 8 are denoted by the same reference numerals, and their description will be omitted or simplified.

図10に示すルーチンでは、ステップ104において右特異行列が復元された後、情報削減の処理が実行される(ステップ110)。具体的には、上記(1)および(2)の手順により、或いは上記(A)および(B)の手順により、復元した右特異行列の周波数特性に対応する削減インパルス応答が生成される。本実施形態では、上記ステップ104および110の処理により、図1に示す解凍部46の機能が実現される。 In the routine shown in FIG. 10, after the right singular matrix is restored in step 104, information reduction processing is performed (step 110). Specifically, a reduced impulse response corresponding to the frequency characteristics of the restored right singular matrix is generated by the above steps (1) and (2) or by the above steps (A) and (B). In this embodiment, the function of the decompression unit 46 shown in FIG. 1 is realized by the above steps 104 and 110.

次に、今回の処理で新たに生成された削減インパルス応答と、記憶部50から読み出した既定数の過去の削減インパルス応答とが結合されて、時系列CSIが生成される(ステップ112)。これにより、図1に示す情報結合部48の機能が実現される。 Next, the newly generated reduced impulse response in this process is combined with a predetermined number of past reduced impulse responses read from the storage unit 50 to generate a time-series CSI (step 112). This realizes the function of the information combination unit 48 shown in FIG. 1.

以後、ステップ108において、実施の形態1の場合と同様にして、時系列CSIに基づく物体検出が実行される。 Then, in step 108, object detection based on time-series CSI is performed in the same manner as in embodiment 1.

図11は、本実施形態において実施される情報削減の効果を説明するための図である。図中、左側のバーと中央のバーは、図7に示す場合と同様に、瞬時CSIおよび時系列CSIを基礎とした場合の物体検知率を示す。また、右側のバーは、情報削減を図った時系列CSIに基づいて実施された物体検出のシミュレーション結果を示す。但し、ここでは、時系列CSIのデータサイズが瞬時CSIのデータサイズの16倍となるように情報結合の条件が定められているものとする。また、情報削減の条件は、データサイズが1/16となるように設定されているものとする。 Figure 11 is a diagram for explaining the effect of information reduction performed in this embodiment. In the figure, the left bar and the center bar show the object detection rate based on instantaneous CSI and time-series CSI, as in the case shown in Figure 7. The right bar shows the simulation results of object detection performed based on time-series CSI with information reduction. However, here, it is assumed that the information combination conditions are set so that the data size of the time-series CSI is 16 times the data size of the instantaneous CSI. It is also assumed that the information reduction conditions are set so that the data size is 1/16.

図11に示す結果は、情報量の削減が図られた時系列CSIを用いる物体検出では、瞬時CSIを用いる場合と同様のデータサイズでありながら、瞬時CSIを用いる場合に比して優れた平均検知率が得られることを示している。このように、本実施形態のシステムによれば、実施の形態1の場合と同様の優れた検出精度を、実施の形態1の場合に比して大幅に軽い計算負荷により実現することができる。 The results shown in Figure 11 show that object detection using time-series CSI, which has a reduced amount of information, achieves a better average detection rate than when using instantaneous CSI, while using a similar data size as when using instantaneous CSI. Thus, according to the system of this embodiment, it is possible to achieve the same excellent detection accuracy as in embodiment 1, but with a significantly lighter computational load than in embodiment 1.

実施の形態3.
次に、図1と共に図12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。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または図10に示すルーチンに代えて、後述する図12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。
Embodiment 3.
Next, a third embodiment of the present disclosure will be described with reference to Fig. 12 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 cases of the first and second embodiments. More specifically, the object detection system of the present embodiment can be realized by causing the object detection device 40 to execute a routine shown in Fig. 12, which will be described later, instead of the routine shown in Fig. 8 or Fig. 10 above.

上述した実施の形態1および2では、情報の結合条件を、予め実験的に定めておくことを前提としている。本実施形態で実行される図12に示すルーチンは、適切な結合条件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12に示すルーチンを用いることにより、適切な結合条件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 and second embodiments, it is assumed that the information combining conditions are experimentally determined in advance. The routine shown in FIG. 12 executed in this embodiment includes a process for selecting appropriate combining conditions. The object detection system of this embodiment is characterized in that the routine shown in FIG. 12 is used to provide the object detection device 40 with the function of selecting appropriate combining conditions.

図12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12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 12 shows a flowchart of a routine executed by the object detection device 40 in this embodiment. In Figure 12, steps that are the same as those shown in Figure 8 are given the same reference numerals, and their explanations are omitted or simplified.

図12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、適当な結合条件により右特異行列が結合される。結合条件としては、例えば、結合する瞬時CSIの数、結合する瞬時CSIの時間間隔等が定められている。この処理に続いて、ステップ108では、結合により得られた時系列CSIに基づく物体検出が実施される。 In the routine shown in FIG. 12, in step 106, the right singular matrices are combined under appropriate combining conditions, as in the first embodiment. The combining conditions may, for example, include the number of instantaneous CSIs to be combined and the time interval between the instantaneous CSIs to be combined. Following this process, in step 108, object detection is performed based on the time-series CSI obtained by combining.

図12に示すルーチンでは、上記の処理に続いて、結合条件の探索が終了したか否かが判別される(ステップ114)。本実施形態では、結合条件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. 12, following the above process, it is determined whether the search for join conditions has ended (step 114). In this embodiment, candidates for join conditions are determined in advance. Here, it is determined whether the processes of steps 106 and 108 have been performed for all of the candidates. Then, if it is determined that these processes have not been performed for all of the candidates, the determination of the end of the search is denied.

上記ステップ114で、探索終了の判別が否定された場合は、結合条件が未使用のものに変更される(ステップ116)。以後、変更された結合条件を用いてステップ106および108の処理が再び実施される。 If the determination of search termination is denied in step 114 above, the joining condition is changed to an unused one (step 116). Thereafter, the processing of steps 106 and 108 is carried out again using the changed joining condition.

一方、上記ステップ114で、探索終了の判別が肯定された場合は、次に、最大の検知率を実現する結合条件が選定される(ステップ118)。 On the other hand, if the search is terminated in step 114, the combination conditions that achieve the highest detection rate are then selected (step 118).

最後に、上記の処理で選定された結合条件が、時系列CSIを生成するための条件として決定される(ステップ120)。 Finally, the combination conditions selected in the above process are determined as the conditions for generating time-series CSI (step 120).

以上説明した処理によれば、物体検出装置40での使用が想定されている結合条件の中で、最も高い検知率を実現する結合条件を適切に選定することができる。そのような最適な結合条件は、検出エリアの環境が変わることにより変化することがある。本実施形態のシステムによれば、そのような環境変化に追従して、常に最適な結合条件を用いることで、常に高精度な物体検出を実現することができる。 The process described above makes it possible to appropriately select the combination conditions that achieve the highest detection rate among the combination conditions expected to be used by the object detection device 40. Such optimal combination conditions may change due to changes in the environment of the detection area. According to the system of this embodiment, by following such environmental changes and always using the optimal combination conditions, it is possible to always achieve highly accurate object detection.

[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、最適な結合条件を選定する機能を、実施の形態1の機能に組み合わせることとしている。しかしながら、本開示はこれに限定されるものではない。最適な結合条件を選定する機能は、実施の形態2で説明した情報削減の機能と組み合わせて用いることとしてもよい。
[Modification of the third embodiment]
Incidentally, in the above-described third embodiment, the function of selecting the optimal join condition is combined with the function of the first embodiment. However, the present disclosure is not limited to this. The function of selecting the optimal join condition may be used in combination with the information reduction function described in the second embodiment.

また、上述した実施の形態3では、最大の検知率を実現する結合条件を、最適な結合条件として採用することとしているが、本開示はこれに限定されるものではない。物体の検知精度は、瞬時CSIの結合数が増えるほど改善し易いが、その結合数が増えるほど物体検出の計算負荷が増し、処理に要する時間が長くなる。このため、物体検出についてリアルタイム性が求められる場合には、時間の制限を設けて、時間条件をクリアする条件の中で最大の検知率を達成する条件を最適条件とすることとしてもよい。 In addition, in the above-mentioned third embodiment, the combination condition that achieves the maximum detection rate is adopted as the optimal combination condition, but the present disclosure is not limited to this. The object detection accuracy is easier to improve as the number of instantaneous CSI combinations increases, but the calculation load of object detection increases as the number of combinations increases, and the time required for processing increases. For this reason, when real-time performance is required for object detection, a time limit may be set and the condition that achieves the maximum detection rate among the conditions that satisfy the time condition may be set as the optimal condition.

実施の形態4.
次に、図1と共に図13を参照して本開示の実施の形態4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に示す構成により実現することができる。
Embodiment 4.
Next, a fourth embodiment of the present disclosure will be described with reference to Fig. 1 and Fig. 13. The object detection system of the present embodiment can be realized by the configuration shown in Fig. 1, similarly to the first embodiment.

上述した実施の形態1では、検出エリアにおいて物体がどのように移動するかを考慮することなく情報の結合条件を設定することとしている。検出エリアが、例えば、人の移動のための「通路」であれば、検出の対象物である人の「移動方向」は、通路の長手方向であると想定できる。また、その場合、「移動の速度」についても、標準的な歩行速度を想定することができる。検出エリアが、例えば道路である場合も、自動車の「移動方向」および「移動速度」は、特定して想定することができる。 In the above-mentioned first embodiment, the information combining conditions are set without considering how objects move in the detection area. If the detection area is, for example, a "passageway" for people to move, the "movement direction" of the person, who is the object to be detected, can be assumed to be the longitudinal direction of the passageway. In that case, the "speed of movement" can also be assumed to be a standard walking speed. Even if the detection area is, for example, a road, the "movement direction" and "movement speed" of a car can be specified and assumed.

本実施形態のシステムは、検出エリアにおける物体の「移動方向」が想定できる場合、或いは物体の「移動方向」と「移動速度」の双方が想定できる場合に、それらの想定に基づいて設定した結合条件を用いて瞬時CSIの結合を図る点に特徴を有している。 The system of this embodiment is characterized in that when the "moving direction" of an object in the detection area can be estimated, or when both the "moving direction" and "moving speed" of an object can be estimated, the system attempts to combine instantaneous CSI using combination conditions set based on those assumptions.

図13は、物体の移動方向が既知である場合に、その移動方向を前提に情報の結合条件を設定する手法を説明するための図である。より具体的には、図13に示す例では、検出エリアの内部に、5cm間隔で格子状に「位置」が定義されている。図13に定義された位置の夫々には、何れかのサンプリング時刻における、M×NのCSI行列の何れかの要素を対応付けることができる。 Figure 13 is a diagram for explaining a method for setting information combination conditions based on an object's known direction of movement. More specifically, in the example shown in Figure 13, "positions" are defined in a grid pattern at 5 cm intervals within the detection area. Each of the positions defined in Figure 13 can be associated with any element of the M x N CSI matrix at any sampling time.

検出対象である人が、図13中にハッチングを付して示す「基準位置」に検出されており、かつ、その移動方向が図13の上下方向に想定されている場合は、例えば、「基準位置」に対して上下左右の四か所の位置に対応する瞬時CSIを結合して、学習検知のための時系列CSIを生成する。これにより、移動方向に沿って瞬時CSIを結合することができ、かつ、左右方向の誤差をカバーするように瞬時CSIを結合することができる。その結果、本実施形態のシステムによれば、実施の形態1の場合に比して、更に優れた検知精度を実現することができる。 When a person to be detected is detected at the "reference position" shown with hatching in FIG. 13 and the direction of movement is assumed to be the up-down direction in FIG. 13, for example, instantaneous CSI corresponding to four positions above, below, left, and right of the "reference position" is combined to generate a time-series CSI for learning detection. This makes it possible to combine instantaneous CSI along the direction of movement, and to combine instantaneous CSI so as to cover errors in the left-right direction. As a result, the system of this embodiment can achieve even better detection accuracy than the first embodiment.

また、「移動速度」が想定できる場合は、その移動速度に合わせて、上記の「基準位置」に対して、上下方向、つまり移動方向については、移動速度に応じた数の「位置」を飛ばして、瞬時CSIを抽出する「位置」を決定してもよい。これにより、物体の検出精度を更に高めることができる。 In addition, if the "movement speed" can be estimated, the "position" from which the instantaneous CSI is extracted may be determined by skipping a number of "positions" according to the movement speed in the vertical direction, i.e., in the movement direction, relative to the above-mentioned "reference position." This can further improve the accuracy of object detection.

[実施の形態4の変形例]
ところで、上述した実施の形態4では、想定される「移動方向」、或いは「移動速度」および「移動速度」の双方を結合条件に反映させる技術を、実施の形態1の構成に組み合わせることとしている。しかしながら、本開示はこれに限定されるものではない。「移動方向」等を結合条件に反映させる技術は、実施の形態2または3の構成と組み合わせることとしてもよい。
[Modification of the fourth embodiment]
Incidentally, in the above-mentioned fourth embodiment, a technique for reflecting the expected "movement direction" or both the "movement speed" and the "movement speed" in the combination conditions is combined with the configuration of the first embodiment. However, the present disclosure is not limited to this. The technique for reflecting the "movement direction" or the like in the combination conditions may be combined with the configuration of the second or third embodiment.

10 無線基地局
20 無線端末局
40 物体検出装置
48 情報結合部
50 記憶部
52 判定部
10 Wireless base station 20 Wireless terminal station 40 Object detection device 48 Information combination unit 50 Storage unit 52 Determination unit

Claims (8)

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、
抽出された前記伝搬チャネル情報の周波数特性に逆フーリエ変換を施して、時間領域のインパルス応答を得る処理と、
前記インパルス応答に窓関数を適用して、情報量が削減された削減インパルス応答を取得する処理と、
前記削減インパルス応答を時系列に結合して時系列伝搬チャネル情報を生成する処理と、
前記時系列伝搬チャネル情報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た物体検出装置。
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 relating to the propagation channel information from the feedback signal;
performing an inverse Fourier transform on the extracted frequency characteristics of the propagation channel information to obtain an impulse response in the time domain;
A process of applying a window function to the impulse response to obtain a reduced impulse response having a reduced amount of information;
combining the reduced impulse responses in a time series to generate time series propagation channel information;
performing the object detection based on the time series propagation channel information;
2. An object detection device configured to perform the steps of:
前記窓関数を変更して、窓関数毎に前記物体検出の処理を実行させる処理と、
前記窓関数毎の物体検知率を検出する処理と、
最大の物体検知率を達成する窓関数を、前記削減インパルス応答を生成するための窓関数として採用する処理と、
を更に実行するように構成された請求項に記載の物体検出装置。
A process of changing the window function and executing the object detection process for each window function;
A process of detecting an object detection rate for each window function;
A process of adopting a window function that achieves a maximum object detection rate as a window function for generating the reduced impulse response;
The object detection device of claim 1 , further configured to perform the following:
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、
抽出された前記伝搬チャネル情報の周波数特性から、一定の周波数間隔で要素を抽出することにより削減周波数特性を得る処理と、
前記削減周波数特性に逆フーリエ変換を施して、時間領域の削減インパルス応答を取得する処理と
前記削減インパルス応答を時系列に結合して時系列伝搬チャネル情報を生成する処理と、
前記時系列伝搬チャネル情報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た物体検出装置。
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 relating to the propagation channel information from the feedback signal;
A process of obtaining a reduced frequency characteristic by extracting elements at regular frequency intervals from the extracted frequency characteristic of the propagation channel information;
performing an inverse Fourier transform on the reduced frequency characteristic to obtain a reduced impulse response in the time domain ;
combining the reduced impulse responses in a time series to generate time series propagation channel information;
performing the object detection based on the time series propagation channel information;
2. An object detection device configured to perform the steps of :
前記一定の周波数間隔を変更して、周波数間隔毎に前記物体検出の処理を実行させる処理と、
前記周波数間隔毎の物体検知率を検出する処理と、
最大の物体検知率を達成する周波数間隔を、前記削減周波数特性を得るための周波数間隔として採用する処理と、
を更に実行するように構成された請求項に記載の物体検出装置。
A process of changing the constant frequency interval and executing the object detection process for each frequency interval;
A process of detecting an object detection rate for each frequency interval;
A process of adopting a frequency interval that achieves a maximum object detection rate as a frequency interval for obtaining the reduced frequency characteristic;
The object detection device according to claim 3 , further configured to perform the following:
前記時系列伝搬チャネル情報を生成する処理は、前記検出エリアにおいて検出すべき物体が特定の方向に移動するものとして、時系列に生ずる前記伝搬チャネル情報のうち、当該移動の方向に対応する情報を結合して前記時系列伝搬チャネル情報を生成する処理を含む請求項1乃至の何れか1項に記載の物体検出装置。 The object detection device according to any one of claims 1 to 4, wherein the process of generating the time-series propagation channel information includes a process of generating the time-series propagation channel information by combining information corresponding to a direction of movement of an object to be detected in the detection area, the information occurring in time series being assumed to be moving in the specific direction. 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、
抽出された前記伝搬チャネル情報の周波数特性に逆フーリエ変換を施して、時間領域のインパルス応答を得るステップと、
前記インパルス応答に窓関数を適用して、情報量が削減された削減インパルス応答を取得するステップと、
前記削減インパルス応答を時系列に結合して時系列伝搬チャネル情報を生成するステップ、
前記時系列伝搬チャネル情報に基づいて前記物体検出を行うステップと、
を含む物体検出方法。
1. 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 estimating 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;
performing an inverse Fourier transform on the extracted frequency characteristics of the propagation channel information to obtain an impulse response in the time domain;
applying a window function to the impulse response to obtain a reduced impulse response having a reduced amount of information;
combining the reduced impulse responses in a time series to generate time series propagation channel information;
performing the object detection based on the time series propagation channel information;
The object detection method includes:
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、1. An object detection method for detecting an object in a detection area between a wireless base station and a wireless terminal station, comprising:
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、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;
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、the wireless terminal estimating propagation channel information for each of the subcarriers;
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、The wireless terminal station transmits a feedback signal carrying information related to the propagation channel information;
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、extracting information related to said propagation channel profile from said feedback signal;
抽出された前記伝搬チャネル情報の周波数特性から、一定の周波数間隔で要素を抽出することにより削減周波数特性を得るステップと、A step of obtaining a reduced frequency characteristic by extracting elements at regular frequency intervals from the extracted frequency characteristic of the propagation channel information;
前記削減周波数特性に逆フーリエ変換を施して、時間領域の削減インパルス応答を取得するステップと、performing an inverse Fourier transform on the reduced frequency characteristic to obtain a reduced impulse response in the time domain;
前記削減インパルス応答を時系列に結合して時系列伝搬チャネル情報を生成するステップと、combining the reduced impulse responses in a time series to generate time series propagation channel information;
前記時系列伝搬チャネル情報に基づいて前記物体検出を行うステップと、performing the object detection based on the time series propagation channel information;
を含む物体検出方法。The object detection method includes:
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、
抽出された前記伝搬チャネル情報の周波数特性に逆フーリエ変換を施して、時間領域のインパルス応答を得る処理と、
前記インパルス応答に窓関数を適用して、情報量が削減された削減インパルス応答を取得する処理と、
前記削減インパルス応答を時系列に結合して時系列伝搬チャネル情報を生成する処理と、
前記時系列伝搬チャネル情報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た物体検出システム。
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 relating to the propagation channel information from the feedback signal;
performing an inverse Fourier transform on the extracted frequency characteristics of the propagation channel information to obtain an impulse response in the time domain;
A process of applying a window function to the impulse response to obtain a reduced impulse response having a reduced amount of information;
combining the reduced impulse responses in a time series to generate time series propagation channel information;
and performing the object detection based on the time-series propagation channel information.
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