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JP7799644B2 - Moving object estimation system, moving object estimation method, and program - Google Patents
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JP7799644B2 - Moving object estimation system, moving object estimation method, and program - Google Patents

Moving object estimation system, moving object estimation method, and program

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JP7799644B2 JP2023023842A JP2023023842A JP7799644B2 JP 7799644 B2 JP7799644 B2 JP 7799644B2 JP 2023023842 A JP2023023842 A JP 2023023842A JP 2023023842 A JP2023023842 A JP 2023023842A JP 7799644 B2 JP7799644 B2 JP 7799644B2
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Description

本開示は、動体推定システム、動体推定方法、及びプログラムに関し、より詳細には、電波センサよって人体等の動く物(動体)に関する推定を行う動体推定システム、動体推定方法、及びプログラムに関する。 This disclosure relates to a moving object estimation system, a moving object estimation method, and a program, and more specifically to a moving object estimation system, a moving object estimation method, and a program that use a radio wave sensor to make estimations regarding moving objects (moving objects) such as human bodies.

特許文献1には、時間とともに周波数が直線的に変化するように周波数変調した送信信号を送信するとともに、送信信号を対象物が反射した受信信号を受信し、受信信号と周波数変調したローカル信号とを乗算して得られるビート信号の周波数から対象物との距離を測定するFMCWレーダ装置が記載されている。 Patent Document 1 describes an FMCW radar device that transmits a frequency-modulated transmission signal so that the frequency changes linearly over time, receives a received signal that is the transmission signal reflected by an object, and measures the distance to the object from the frequency of a beat signal obtained by multiplying the received signal by a frequency-modulated local signal.

特開2022-108639号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2022-108639

FMCW方式等で変調された電波を用いる電波センサで、動体に関する推定(例えば、対象物が動体か、動かない物(静止物)かの推定、動体が人体か、人体以外の動く物かの推定、動体(特に人体)の位置の特定、さらには人体の姿勢の推定など)を行うことが考えられる。しかし、一般に、電波センサで動体、特に人体に関する推定を行えるほどの精度を得ることは容易でない。例えば、FMCW方式による電波センサを用いて、人体の姿勢の推定を可能にするには、アンテナ数を増やす(例えば、数十本のアンテナを有する高価な電波センサを用いる)必要があった。 Radio wave sensors that use radio waves modulated by FMCW or other methods can be used to make inferences about moving objects (for example, to estimate whether an object is moving or not (stationary), to estimate whether the moving object is a human or a moving object other than a human, to identify the position of a moving object (especially a human), and even to estimate the posture of a human). However, it is generally not easy to achieve enough precision with radio wave sensors to make inferences about moving objects, especially humans. For example, to be able to estimate the posture of a human body using an FMCW radio wave sensor, it was necessary to increase the number of antennas (for example, to use an expensive radio wave sensor with dozens of antennas).

本開示の目的は、電波センサを用いた動体に関する推定の精度向上を図ることができる動体推定システム、動体推定方法、及びプログラムを提供することである。 The purpose of the present disclosure is to provide a moving object estimation system, a moving object estimation method, and a program that can improve the accuracy of estimations regarding moving objects using radio wave sensors.

本開示の一態様に係る動体推定システムは、電波センサによって、動く物である動体に関する推定を行う動体推定システムである。前記動体推定システムは、前記電波センサと、変換部と、保持部と、差分取得部と、動体推定部と、点配置部と、を備える。前記電波センサは、所定の方式で変調された電波である送信波を実空間に向けて送信し、前記実空間からの反射波を受信して、前記送信波及び前記反射波に基づく出力信号を出力する送受信動作を行う。前記変換部は、前記電波センサが出力した前記出力信号を、前記実空間に存在する1つ以上の対象物の各々の位置を特定可能な位置特定可能情報に変換する変換処理を行う。前記保持部は、前記変換処理が変換した前記位置特定可能情報を保持する保持処理を行う。前記差分取得部は、前記保持処理が保持している複数の前記位置特定可能情報の間の差分を取得する差分取得処理を行う。前記動体推定部は、前記差分取得処理が取得した前記差分に基づいて、前記1つ以上の対象物の各々が前記動体であるか動かない物であるかを推定し、前記動体であると推定した対象物の位置を特定し、特定した前記位置を示す動体位置情報を取得する動体推定処理を行う。前記点配置部は、前記動体推定処理が取得した前記動体位置情報に対応する点を前記実空間に対応する仮想空間に仮想的に配置していく点配置処理を行う。前記差分取得処理は、前記保持処理が保持している、互いに異なる時点での3個以上の前記位置特定可能情報について、互いに異なる時間差の2個以上の前記差分、を取得する。前記動体推定処理は、前記差分取得処理が取得した2個以上の前記差分に対応する2個以上の前記動体位置情報を取得する。前記点配置処理は、前記動体推定処理が取得した、互いに異なる時間差の2個以上の前記動体位置情報に対応する2個以上の点を前記仮想空間に仮想的に配置していく。 A moving object estimation system according to one aspect of the present disclosure is a moving object estimation system that uses a radio wave sensor to make estimations regarding a moving object. The moving object estimation system comprises the radio wave sensor, a conversion unit, a storage unit, a difference acquisition unit, a moving object estimation unit, and a point placement unit. The radio wave sensor performs a transmission/reception operation of transmitting a transmission wave, which is a radio wave modulated using a predetermined method, toward real space, receiving a reflected wave from the real space, and outputting an output signal based on the transmission wave and the reflected wave. The conversion unit performs a conversion process of converting the output signal output by the radio wave sensor into location-identifiable information that can identify the position of each of one or more objects present in the real space. The storage unit performs a storage process of storing the location-identifiable information converted by the conversion process. The difference acquisition unit performs a difference acquisition process of acquiring the difference between multiple pieces of location-identifiable information stored by the storage process. The moving object estimation unit performs a moving object estimation process in which it estimates whether each of the one or more objects is a moving object or a stationary object based on the differences acquired by the difference acquisition process, identifies the position of the object estimated to be a moving object, and acquires moving object position information indicating the identified position. The point placement unit performs a point placement process in which it virtually places points corresponding to the moving object position information acquired by the moving object estimation process in a virtual space corresponding to the real space. The difference acquisition process acquires two or more differences with different time differences for three or more pieces of position identifiable information at different times that are stored in the storage process. The moving object estimation process acquires two or more pieces of moving object position information corresponding to the two or more differences acquired by the difference acquisition process. The point placement process virtually places two or more points in the virtual space that correspond to the two or more pieces of moving object position information with different time differences that are acquired by the moving object estimation process.

本開示の一態様に係る動体推定方法は、電波センサによって、動く物である動体に関する推定を行う動体推定方法である。前記動体推定方法は、送受信ステップと、変換ステップと、保持ステップと、差分取得ステップと、動体推定ステップと、点配置ステップと、を備える。前記送受信ステップでは、前記電波センサが、所定の方式で変調された電波である送信波を実空間に向けて送信し、前記実空間からの反射波を受信して、前記送信波及び前記反射波に基づく出力信号を出力する送受信動作を行う。前記変換ステップは、前記電波センサが出力した前記出力信号を、前記実空間に存在する1つ以上の対象物の各々の位置を特定可能な位置特定可能情報に変換する変換処理を行う。前記保持ステップは、前記変換処理が変換した前記位置特定可能情報を保持する保持処理を行う。前記差分取得ステップは、前記保持処理が保持している複数の前記位置特定可能情報の間の差分を取得する差分取得処理を行う。前記動体推定ステップは、前記差分取得処理が取得した前記差分に基づいて、前記1つ以上の対象物の各々が前記動体であるか動かない物であるかを推定し、前記動体であると推定した対象物の位置を特定し、特定した前記位置を示す動体位置情報を取得する動体推定処理を行う。前記点配置ステップは、前記動体推定処理が取得した前記動体位置情報に対応する点を前記実空間に対応する仮想空間に仮想的に配置していく点配置処理を行う。前記差分取得処理は、前記保持処理が保持している、互いに異なる時点での3個以上の前記位置特定可能情報について、互いに異なる時間差の2個以上の前記差分、を取得する。前記動体推定処理は、前記差分取得処理が取得した2個以上の前記差分に対応する2個以上の前記動体位置情報を取得する。前記点配置処理は、前記動体推定処理が取得した2個以上の前記動体位置情報に対応する2個以上の点を前記仮想空間に仮想的に配置していく。 A moving object estimation method according to one aspect of the present disclosure is a moving object estimation method that uses a radio wave sensor to make an estimation regarding a moving object. The moving object estimation method comprises a transmission/reception step, a conversion step, a retention step, a difference acquisition step, a moving object estimation step, and a point placement step. In the transmission/reception step, the radio wave sensor performs a transmission/reception operation in which it transmits a transmission wave, which is a radio wave modulated using a predetermined method, toward real space, receives a reflected wave from the real space, and outputs an output signal based on the transmission wave and the reflected wave. The conversion step performs a conversion process in which the output signal output by the radio wave sensor is converted into location-identifiable information that can identify the position of each of one or more objects present in the real space. The retention step performs a retention process in which the location-identifiable information converted by the conversion process is retained. The difference acquisition step performs a difference acquisition process in which the difference between multiple pieces of location-identifiable information retained by the retention process is acquired. The moving object estimation step performs moving object estimation processing to estimate whether each of the one or more objects is a moving object or a stationary object based on the differences acquired by the difference acquisition processing, identify the position of the object estimated to be a moving object, and acquire moving object position information indicating the identified position. The point placement step performs point placement processing to virtually place points corresponding to the moving object position information acquired by the moving object estimation processing in a virtual space corresponding to the real space. The difference acquisition processing acquires two or more differences with different time differences for three or more pieces of position identifiable information at different times stored in the storage processing. The moving object estimation processing acquires two or more pieces of moving object position information corresponding to the two or more differences acquired by the difference acquisition processing. The point placement processing virtually places two or more points in the virtual space corresponding to the two or more pieces of moving object position information acquired by the moving object estimation processing.

本開示の一態様に係るプログラムは、前記動体推定方法を1つ以上のプロセッサに実行させる。 A program according to one aspect of the present disclosure causes one or more processors to execute the moving object estimation method.

本開示の動体推定システム、動体推定方法、及びプログラムは、電波センサを用いた動体に関する推定の精度向上を図ることができるという効果がある。 The moving object estimation system, moving object estimation method, and program disclosed herein have the effect of improving the accuracy of estimation of moving objects using radio wave sensors.

図1は、本開示の実施形態に係る機器制御システム(人体姿勢推定システム)のブロック図である。FIG. 1 is a block diagram of a device control system (human body posture estimation system) according to an embodiment of the present disclosure. 図2は、同上の機器制御システムが用いられる部屋の概念図である。FIG. 2 is a conceptual diagram of a room in which the above-mentioned device control system is used. 図3は、同上の機器制御システムを構成する電波センサが送信する送信波の、周波数の変化を示すグラフである。FIG. 3 is a graph showing changes in frequency of a transmission wave transmitted by a radio wave sensor constituting the device control system. 図4は、同上の機器制御システムを構成する制御装置の動作を説明するフローチャートである。FIG. 4 is a flowchart illustrating the operation of the control device constituting the device control system. 図5は、同上の動作に含まれる一対多フレーム間差分取得処理を説明するフローチャートである。FIG. 5 is a flowchart illustrating the one-to-multiple frame difference acquisition process included in the above operation. 図6は、同上の動作に含まれる姿勢推定処理を説明するフローチャートである。FIG. 6 is a flowchart illustrating a posture estimation process included in the above operation. 図7は、フレーム間差分の一例(一対一フレーム間差分)を説明するための波形図である。FIG. 7 is a waveform diagram for explaining an example of inter-frame difference (one-to-one inter-frame difference). 図8Aは、現フレームFr0でのFFT結果を示す周波数スペクトル図であり、図8Bは、後続フレームFr1でのFFT結果を示す周波数スペクトル図であり、図8Cは、FFT結果間の差分を示す周波数スペクトル図である。FIG. 8A is a frequency spectrum diagram showing the FFT result in the current frame Fr0, FIG. 8B is a frequency spectrum diagram showing the FFT result in the subsequent frame Fr1, and FIG. 8C is a frequency spectrum diagram showing the difference between the FFT results. 図9は、フレーム間差分の他の例(一対多フレーム間差分)を説明するための波形図である。FIG. 9 is a waveform diagram for explaining another example of inter-frame difference (one-to-multiple inter-frame difference). 図10は、人体の各種の動きの特徴を説明するための概念図である。FIG. 10 is a conceptual diagram for explaining the characteristics of various movements of the human body. 図11は、同上の各種の動きに応じた一対多フレーム間差分取得の一例を説明するための波形図である。FIG. 11 is a waveform diagram for explaining an example of obtaining one-to-multiple frame differences according to various movements in the embodiment. 図12Aは、人体の姿勢の1つである立位におけるクラスタ分布の一例を示す分布図であり、図12Bは、座位におけるクラスタ分布の一例を示す分布図であり、図12Cは、臥位におけるクラスタ分布の一例を示す分布図である。FIG. 12A is a distribution diagram showing an example of cluster distribution in a standing position, which is one of the postures of the human body; FIG. 12B is a distribution diagram showing an example of cluster distribution in a sitting position; and FIG. 12C is a distribution diagram showing an example of cluster distribution in a lying position. 図13Aは、立位におけるクラスタ群を囲む立体図形を示す概念図であり、図12Bは、座位におけるクラスタ群を囲む立体図形を示す概念図であり、図12Cは、臥位におけるクラスタ群を囲む立体図形を示す概念図である。Figure 13A is a conceptual diagram showing a three-dimensional figure surrounding a cluster group in a standing position, Figure 12B is a conceptual diagram showing a three-dimensional figure surrounding a cluster group in a sitting position, and Figure 12C is a conceptual diagram showing a three-dimensional figure surrounding a cluster group in a lying position. 図14は、自動制御用情報群のデータ構造図である。FIG. 14 is a data structure diagram of the automatic control information group. 図15は、制御履歴情報のデータ構造図である。FIG. 15 is a data structure diagram of the control history information. 図16は、同上の機器制御システムの一変形例のブロック図である。FIG. 16 is a block diagram of a modified example of the device control system.

(1)機器制御システムの概要
本開示の動体推定システムは、本実施形態では、動体推定機能(例えば、人体推定機能、特に、人体姿勢推定機能)に加えて、機器制御機能をも有する機器制御システム100である。本実施形態の機器制御システム100は、図2に示すように、電波センサ1によって、動く物(以下、「動体」と記す場合がある)、特に人体301に関する推定を行う。
(1) Overview of the Device Control System In this embodiment, the moving object estimation system of the present disclosure is a device control system 100 that has a device control function in addition to a moving object estimation function (e.g., a human body estimation function, particularly a human body posture estimation function). As shown in Fig. 2 , the device control system 100 of this embodiment uses a radio wave sensor 1 to perform estimation of a moving object (hereinafter, sometimes referred to as a "moving object"), particularly a human body 301.

人体301に関する推定とは、例えば、人体301か、人体301以外の動く物か、動かない物(静止物)か、などの推定、さらには人体301の姿勢の推定などである。 Estimation regarding the human body 301 includes, for example, estimating whether it is the human body 301, a moving object other than the human body 301, or a non-moving object (stationary object), as well as estimating the posture of the human body 301.

人体301の姿勢は、例えば、立位、座位、臥位(図12A~図12C参照)などであるが、これに限らない。そして、機器制御システム100は、推定した姿勢の変化を基に、人体301の各種の動き、ひいては人の行動を検出し、検出結果に応じた機器200の制御を行う。 The posture of the human body 301 may be, for example, standing, sitting, lying down, etc. (see Figures 12A to 12C), but is not limited to these. The device control system 100 then detects various movements of the human body 301, and ultimately the person's behavior, based on the estimated changes in posture, and controls the device 200 according to the detection results.

なお、姿勢の変化は、例えば、立位、座位及び臥位の間での変化であるが、これに限らない。姿勢の変化には、姿勢の不変化の継続(例えば、座位に変化してから所定期間が経過しても、立位等への変化が生じない場合など)も含まれる。また、検出対象となる行動は、特に、例えば、非操作行動(後述)であるが、操作行動(後述)でもよい。 Note that a change in posture may be, for example, a change between a standing position, a sitting position, and a lying position, but is not limited to this. A change in posture also includes a continuation of no change in posture (for example, when a predetermined period of time has passed since changing to a sitting position, but there is no change to a standing position, etc.). Furthermore, the behavior to be detected is, in particular, a non-operation behavior (described below), but may also be an operation behavior (described below).

(1-1)電波センサ
電波センサ1は、アンテナから電波(送信波Tr)を送信し、送信波Trが対象物で反射した反射波Reをアンテナで受信して、対象物の位置を特定可能な情報(以下、「位置特定可能情報」と記す)を出力する。
(1-1) Radio wave sensor The radio wave sensor 1 transmits radio waves (transmission waves Tr) from an antenna, receives reflected waves Re that are reflected by an object from the transmission waves Tr, and outputs information that can identify the position of the object (hereinafter referred to as "position-identifying information").

(1-1-1)位置特定可能情報
位置特定可能情報とは、対象物の位置を特定可能な情報である。対象物の位置は、三次元の位置が好適であるが、二次元又は一次元の位置でもよい。位置特定可能情報は、例えば、後述するFFT結果群(三次元の位置を特定可能な情報)であるが、FFT結果群を構成する複数(例えば、3つ)のFFT結果の各々(一次元の位置を特定可能な情報)でもよい。
(1-1-1) Position Identifiable Information Position Identifiable Information is information that can identify the position of an object. The position of the object is preferably a three-dimensional position, but may also be a two-dimensional or one-dimensional position. The position Identifiable Information is, for example, an FFT result group (information that can identify a three-dimensional position) described below, but may also be each of multiple (e.g., three) FFT results that make up the FFT result group (information that can identify a one-dimensional position).

また、例えば、送信波Trの送信から反射波Reの受信までの時間差Δtを示す信号、又は時間差Δtに応じた周波数差Δfを示す信号(例えば、FMCW方式で変調された送信波Trと反射波Reとの間の周波数差Δfを示すIF信号:図3参照)、等も、位置特定情報の一種と考えてもよい。さらには、時間差Δt又は周波数差Δf等から算出される距離、それ自体も、位置特定可能情報であってもよい。 Furthermore, for example, a signal indicating the time difference Δt between the transmission of the transmitted wave Tr and the reception of the reflected wave Re, or a signal indicating the frequency difference Δf corresponding to the time difference Δt (for example, an IF signal indicating the frequency difference Δf between the transmitted wave Tr modulated by the FMCW method and the reflected wave Re: see Figure 3), may also be considered a type of location-identifying information. Furthermore, the distance calculated from the time difference Δt or frequency difference Δf, etc., may itself be location-identifying information.

(1-1-2)アンテナ
なお、送信波Trの送信に用いるアンテナと、反射波Reの受信に用いるアンテナとは、同一のアンテナ(以下、「共用アンテナ」)でも、別々のアンテナ(以下、「送信用アンテナ」及び「受信用アンテナ」)でもよい。つまり、共用アンテナから送信波Trが送信され、当該送信波Trに対する反射波Reが当該共用アンテナで受信されてもよいし、送信用アンテナから送信波Trが送信され、当該送信波Trに対する反射波Reが受信用アンテナで受信されてもよい。
(1-1-2) Antenna The antenna used to transmit the transmission wave Tr and the antenna used to receive the reflected wave Re may be the same antenna (hereinafter referred to as a "shared antenna") or may be separate antennas (hereinafter referred to as a "transmitting antenna" and a "receiving antenna"). In other words, the transmission wave Tr may be transmitted from the shared antenna, and the reflected wave Re of the transmission wave Tr may be received by the shared antenna, or the transmission wave Tr may be transmitted from the transmitting antenna, and the reflected wave Re of the transmission wave Tr may be received by the receiving antenna.

一般に、対象物の三次元位置を特定(例えば、人体に対応する点を仮想的な三次元空間500に配置)するには、電波センサ1は、例えば、3つ以上の共用アンテナを有するか、又は、一の送信用アンテナ及び3つ以上の受信用アンテナを有する必要がある。なお、電波センサ1が複数のアンテナを有することは、複数のアンテナが、一の筐体に収納されている場合に限らず、互に離れた複数の場所に配置されている場合も含む。後者の場合、複数のアンテナの各々は、有線又は無線でセンサ本体と通信可能に接続される。 Generally, to identify the three-dimensional position of an object (for example, to locate a point corresponding to a human body in a virtual three-dimensional space 500), the radio wave sensor 1 must have, for example, three or more shared antennas, or one transmitting antenna and three or more receiving antennas. Note that when the radio wave sensor 1 has multiple antennas, this does not necessarily mean that the multiple antennas are housed in a single housing, but also includes cases where they are located in multiple locations separated from one another. In the latter case, each of the multiple antennas is connected to the sensor body via wire or wirelessly so that they can communicate with the sensor body.

本実施形態における電波センサ1は、一の送信用アンテナ、及び3つ以上(例えば、3つ)の受信用アンテナを有する。電波センサ1に含まれる一の送信用アンテナ及び3つ以上の受信用アンテナ、の各々の位置は既知であり、当該4つ以上のアンテナに対応する4つ以上の位置情報(以下、「アンテナ位置情報群」)が、例えば、制御装置2のメモリに予め記憶されている。 In this embodiment, the radio wave sensor 1 has one transmitting antenna and three or more (e.g., three) receiving antennas. The positions of the one transmitting antenna and three or more receiving antennas included in the radio wave sensor 1 are known, and four or more pieces of position information corresponding to the four or more antennas (hereinafter referred to as "antenna position information group") are pre-stored, for example, in the memory of the control device 2.

ただし、電波センサ1を構成する受信用アンテナの数は、2つ又は1つでもよい(2つの場合は平面への点配置が、1つの場合は線に沿う点配置が可能である)。 However, the number of receiving antennas that make up the radio wave sensor 1 may be two or one (two antennas allow for point placement on a plane, while one antenna allows for point placement along a line).

(1-1-3)送受信動作
電波センサ1は、送受信動作を行う。送受信動作とは、送信波Trを、対象物群が存在し得る実空間に向けて送信し、実空間からの反射波Reを受信して、送信波Tr及び反射波Reに基づく信号(例えば、IF信号)を出力する動作である。対象物群が存在し得る実空間とは、例えば、部屋400の床面、天井及び側壁で囲まれた空間(室内空間)であり、以下では、「実空間(400)」と記す場合がある。なお、対象物群が存在し得る実空間は、室内空間に限らず、通路やテラス等の室外空間でもよい。
(1-1-3) Transmission and Reception Operation The radio wave sensor 1 performs a transmission and reception operation. The transmission and reception operation is an operation of transmitting a transmission wave Tr toward a real space in which a group of objects may exist, receiving a reflected wave Re from the real space, and outputting a signal (e.g., an IF signal) based on the transmission wave Tr and the reflected wave Re. The real space in which a group of objects may exist is, for example, a space (indoor space) surrounded by the floor, ceiling, and side walls of a room 400, and may hereinafter be referred to as the "real space (400)." Note that the real space in which a group of objects may exist is not limited to an indoor space, but may also be an outdoor space such as a corridor or terrace.

対象物群とは、1つ以上の対象物の集合である。本実施形態における対象物群は、人体301、人体以外の動く物(例えば、電動ブラインド200cなど:以下では、「人体以外の動く物(200c)」と記す場合がある)、及び静止物302、のうち1つ以上を含む。言い換えると、対象物群を構成する1つ以上の対象物の各々は、人体301、人体以外の動く物(200c)及び静止物302のいずれかである。 An object group is a collection of one or more objects. In this embodiment, the object group includes one or more of a human body 301, a moving object other than a human body (for example, electric blinds 200c, hereinafter sometimes referred to as "moving object other than a human body (200c)"), and a stationary object 302. In other words, each of the one or more objects that make up the object group is either a human body 301, a moving object other than a human body (200c), or a stationary object 302.

電波センサ1は、例えば、次のような送受信動作を、所定の周期(例えば、20msに1回の頻度)で行う。この送受信動作は、一の送信用アンテナで、対象物群が存在し得る実空間(400)に対して送信波Trを送信し、実空間(400)からの反射波Reを3つ以上の受信用アンテナの各々で受信する動作である。 The radio wave sensor 1 performs the following transmission and reception operation at a predetermined cycle (e.g., once every 20 ms). This transmission and reception operation involves transmitting a transmission wave Tr from one transmitting antenna to a real space (400) in which a group of objects may exist, and receiving reflected waves Re from the real space (400) with each of three or more receiving antennas.

例えば、実空間(400)に、人体301、人体以外の動く物(200c)、及び静止物302が存在している場合は、対象物群(301,200c,302)からの反射波Reが3つ以上の受信用アンテナの各々で受信される。なお、静止物302は、例えば、図2の例では、部屋400の床面に載置されたデスク302a及びベッド302bなどであるが、床面でもよい。 For example, if a human body 301, a moving object other than a human body (200c), and a stationary object 302 exist in the real space (400), the reflected waves Re from the group of objects (301, 200c, 302) are received by each of three or more receiving antennas. Note that in the example of Figure 2, the stationary object 302 is, for example, a desk 302a and a bed 302b placed on the floor of the room 400, but it may also be the floor.

送信波Trは、所定の方式で変調された電波である。所定の方式は、例えば、FMCW(Frequency Modulated Continuous Wave)方式であるが、これに限らない。本実施形態では、送信波Trは、FMCW方式で変調された電波である。 The transmission wave Tr is a radio wave modulated using a predetermined method. The predetermined method is, for example, the FMCW (Frequency Modulated Continuous Wave) method, but is not limited to this. In this embodiment, the transmission wave Tr is a radio wave modulated using the FMCW method.

(1-1-4)FMCW方式
FMCW方式とは、例えば、図3に示すように、所定の時間長(チャープ信号のチャープ長Tc)を有する送信波Tr(送信信号)の周波数fを、時間tの経過に従って、開始周波数f0から所定の傾きSで直線的に上昇(又は下降)させる方式である。
(1-1-4) FMCW Method The FMCW method is a method in which, as shown in FIG. 3, the frequency f of a transmission wave Tr (transmission signal) having a predetermined time length (chirp length Tc of the chirp signal) is linearly increased (or decreased) from a starting frequency f0 at a predetermined slope S as time t passes.

なお、前述したような位置特定可能情報の取得は、所定の周期で繰り返し行われる送受信動作の全部について行われなくてもよい。例えば、後述するように、所定時間T(例えば、T=200ms)を1フレーム(後述)として、1フレームにN回(Nは自然数:例えば10回)の送受信動作が行われる場合に、1フレームに属するN回の送受信動作のうち、N回の送受信動作の各々について位置特定可能情報が取得されても、所定の1つ(例えば、1回目の送受信動作など)についてのみ、位置特定可能情報が取得されてもよい。 Note that the acquisition of location-identifiable information as described above does not have to be performed for all transmission and reception operations that are repeated at a predetermined cycle. For example, as described below, if a predetermined time T (e.g., T = 200 ms) is defined as one frame (described below) and N transmission and reception operations (N is a natural number, e.g., 10) occur in one frame, location-identifiable information may be acquired for each of the N transmission and reception operations that belong to one frame, or location-identifiable information may be acquired for only one of the N transmission and reception operations (e.g., the first transmission and reception operation).

所定の周期は、例えば、20msに1回の周期であり、本実施形態では、1フレームを200msとして、1フレームに10回の頻度(N=10)である。ただし、所定の周期は、例えば、1フレームに20回の頻度(N=20)、1フレームに5回の頻度(N=5)などでもよい。 The predetermined period is, for example, once every 20 ms. In this embodiment, one frame is 200 ms, and the frequency is 10 times per frame (N=10). However, the predetermined period may also be, for example, 20 times per frame (N=20), or 5 times per frame (N=5).

(1-1-5)IF信号、FFT結果、及びFFT結果群
電波センサ1は、送受信動作を行う度に、3つ以上の受信用アンテナの各々について、IF信号を生成し、IF信号にFFT(Fast Fourier Transform:高速フーリエ変換)を施したFFT結果を取得して、FFT結果群を出力する。つまり、送受信動作が行われる度に、電波センサ1から、3つ以上の受信用アンテナに対応する3つ以上のFFT結果、からなるFFT結果群が出力される。ただし、IF信号に対しては、FFT以外のフーリエ変換が施されてもよく、その場合、電波センサ1からは、3つ以上の受信用アンテナに対応する3つ以上のフーリエ変換結果、からなるフーリエ変換結果群が出力される。
(1-1-5) IF Signal, FFT Result, and FFT Result Group Each time the radio wave sensor 1 performs a transmission/reception operation, it generates an IF signal for each of three or more receiving antennas, performs an FFT (Fast Fourier Transform) on the IF signal to obtain an FFT result, and outputs an FFT result group. In other words, each time a transmission/reception operation is performed, the radio wave sensor 1 outputs an FFT result group consisting of three or more FFT results corresponding to the three or more receiving antennas. However, a Fourier transform other than FFT may be performed on the IF signal, in which case the radio wave sensor 1 outputs a Fourier transform result group consisting of three or more Fourier transform results corresponding to the three or more receiving antennas.

IF信号とは、図3に示したように、送信波Tr及び反射波Reの間の周波数差Δfを示す信号である。IF信号は、送信波Trの周波数及び反射波Reの周波数tの時間tでの差分を示す信号であり、時間tの関数Δf(t)であるが、対象物群(301,302)が静止している場合は、一定値を示す。 As shown in Figure 3, the IF signal is a signal that indicates the frequency difference Δf between the transmitted wave Tr and the reflected wave Re. The IF signal is a signal that indicates the difference between the frequency of the transmitted wave Tr and the frequency of the reflected wave Re at time t, and is a function of time t, Δf(t), but indicates a constant value when the group of objects (301, 302) is stationary.

IF信号は、送信波Trと反射波Reとのミキシングにより生成される。IF信号は、送信波Trを送信中かつ反射波Reを受信中である期間(つまり、反射波Reの受信開始から送信波Trの送信終了迄の期間)に渡って生成される。 The IF signal is generated by mixing the transmitted wave Tr and the reflected wave Re. The IF signal is generated over the period during which the transmitted wave Tr is being transmitted and the reflected wave Re is being received (i.e., the period from the start of reception of the reflected wave Re to the end of transmission of the transmitted wave Tr).

FFT結果とは、IF信号に対してFFTを施した結果である。FFT結果は、例えば、図8A及び図8Bに示すような、周波数スペクトル(周波数fと反射強度ampとの関係)を示す情報である。 The FFT result is the result of applying FFT to the IF signal. The FFT result is information that indicates the frequency spectrum (the relationship between frequency f and reflection intensity amp), as shown in Figures 8A and 8B, for example.

FFT結果群とは、1回の送受信動作に対して取得される、3つ以上の受信用アンテナに対応する3つ以上のFFT結果、で構成される情報である。このようなFFT結果群によって、対象物の三次元位置の特定が可能となる。さらに、複数のFFT結果群の間の差分をとることで、静止物302に対応する周波数成分は除去され、人体301等の動く対象物に対応する周波数成分(ampが閾値を超えるような周波数f、及び当該周波数fに対応するampの値)のみが取得される(図8A~図8C参照)。こうして取得される周波数成分を基に、人体301等の動く対象物の三次元位置及び動きに関する情報の取得が可能となる。 An FFT result group is information composed of three or more FFT results corresponding to three or more receiving antennas, obtained for one transmission/reception operation. Such an FFT result group makes it possible to identify the three-dimensional position of an object. Furthermore, by taking the difference between multiple FFT result groups, frequency components corresponding to stationary objects 302 are removed, and only frequency components corresponding to moving objects such as human bodies 301 (frequency f where amp exceeds a threshold, and the amp value corresponding to that frequency f) are obtained (see Figures 8A to 8C). Based on the frequency components obtained in this way, it is possible to obtain information regarding the three-dimensional position and movement of moving objects such as human bodies 301.

詳しくは、本実施形態では、電波センサ1から、一連の複数回の送受信動作に対応する複数のFFT結果群が出力され、当該出力された複数のFFT結果群は、制御装置2のメモリに時系列に記憶される。一方、メモリには、前述したようなアンテ位置情報群が記憶されている。そこで、制御装置2は、メモリに時系列に記憶されている複数のFFT結果群(例えば、隣り合う2つのFFT結果群)の間の時間差分(3つの受信用アンテナごとのFFT結果の時間差分)を算出し、算出した差分を基に測距結果群(3つの受信用アンテナに対応する2つの測距結果)を取得する。制御装置2は、こうして取得した測距結果群、及び予め記憶されているアンテ位置情報群を用いた三点測位を行う。これによって、人体301の三次元位置を特定する情報の取得、例えば、三次元座標の計算が可能となる。 More specifically, in this embodiment, the radio wave sensor 1 outputs multiple FFT result sets corresponding to a series of multiple transmission and reception operations, and the output multiple FFT result sets are stored in chronological order in the memory of the control device 2. Meanwhile, the memory also stores the antenna position information set described above. The control device 2 then calculates the time difference (the time difference between the FFT results for each of the three receiving antennas) between the multiple FFT result sets (e.g., two adjacent FFT result sets) stored in chronological order in the memory, and acquires a ranging result set (two ranging results corresponding to the three receiving antennas) based on the calculated difference. The control device 2 performs three-point positioning using the ranging result set thus acquired and the antenna position information set previously stored. This makes it possible to acquire information specifying the three-dimensional position of the human body 301, for example, to calculate three-dimensional coordinates.

(1-2)機器制御システムの姿勢推定機能
機器制御システム100は、図1に示すように、測距部221と、点配置部222と、姿勢推定部223と、を備える。
(1-2) Attitude Estimation Function of Device Control System As shown in FIG. 1, the device control system 100 includes a distance measurement unit 221, a point placement unit 222, and an attitude estimation unit 223.

(1-2-1)測距部:一対一又は一対多の差分
測距部221は、電波センサ1が出力したFFT結果群を基に、電波センサ1から人体301までの距離を測定する。
(1-2-1) Distance Measuring Unit: One-to-One or One-to-Many Difference The distance measuring unit 221 measures the distance from the radio wave sensor 1 to the human body 301 based on the FFT results output by the radio wave sensor 1 .

詳しくは、測距部221は、電波センサ1が出力したFFT結果群を、上記所定の周期以上の期間(好ましくは、所定の周期の2倍以上の期間)に渡って保持する。そして、測距部221は、保持している複数のFFT結果群のうち、一のFFT結果群である基準FFT結果群(本実施形態では、現FFT結果群)の、少なくとも1つの対象FFT結果群(本実施形態では、少なくとも1つの先行FFT結果群)に対する差分に基づいて測距処理を行い、少なくとも1つの測距結果群を取得する。 In more detail, the ranging unit 221 retains the FFT result group output by the radio wave sensor 1 for a period equal to or greater than the predetermined cycle (preferably, a period equal to or greater than twice the predetermined cycle). The ranging unit 221 then performs ranging processing based on the difference between one FFT result group, a reference FFT result group (in this embodiment, a current FFT result group), and at least one target FFT result group (in this embodiment, at least one preceding FFT result group), among the multiple FFT result groups it retains, and acquires at least one ranging result group.

(1-2-1a)基準FFT結果群、及び対象FFT結果群
基準FFT結果群とは、測距部221が保持している複数のFFT結果群のうち、差分を取得する際の起点となる一のFFT結果群である。対象FFT結果群とは、測距部221が保持している複数のFFT結果群のうち、基準FFT結果群との間で、差分の取得対象となる1つ以上のFFT結果群の各々である。1つ以上の対象FFT群は、基準FFT群に対して、時間的に前又は後(通常、前)に位置する。
(1-2-1a) Reference FFT result group and target FFT result group The reference FFT result group is one FFT result group that serves as a starting point for obtaining a difference among the multiple FFT result groups held by the distance measuring unit 221. The target FFT result group is each of one or more FFT result groups that are the targets for obtaining a difference between the reference FFT result group and the multiple FFT result groups held by the distance measuring unit 221. The one or more target FFT result groups are located temporally before or after (usually before) the reference FFT group.

本実施形態では、一のFFT結果群は、現FFT結果群(後述)であり、1つ以上の対象FFT結果群は、1つ以上の先行FFT結果群(後述)である。 In this embodiment, one FFT result group is a current FFT result group (described below), and one or more target FFT result groups are one or more previous FFT result groups (described below).

基準FFT結果群の、少なくとも1つの対象FFT結果群に対する差分をとることで、反射波Reのうち、静止物302からの反射成分は除去され(反射波Reの受信強度である反射強度が閾値以下となり)、人体301(動いている対象物)からの反射成分のみが残る(閾値を超える反射強度amp、及び当該反射強度に対応する周波数f、の組が、少なくとも1組、好ましくは、2組以上、検出される)。 By taking the difference between the reference FFT result group and at least one target FFT result group, the reflected components of the reflected waves Re from stationary objects 302 are removed (the reflection intensity, which is the received intensity of the reflected waves Re, is below the threshold), and only the reflected components from the human body 301 (moving object) remain (at least one pair, preferably two or more pairs, of reflection intensities amp exceeding the threshold and frequencies f corresponding to said reflection intensities are detected).

なお、「少なくとも1つ」の先行FFT結果群、つまり現FFT結果群との間での差分の取得対象となる先行FFT結果群の数は、例えば、図9及び図11に示すように、2つ以上(一対多のフレーム間差分:図示された例では一対五のフレーム間差分)が、分解能向上の点で好適であるが、1つだけでもよい。すなわち、図7及び図8A~図8Cに示すような、一対一の差分(一対一フレーム間差分)をとる場合でも、姿勢推定は可能であり、受信用アンテナの数(以下、「アンテナ数」)を増やすことで、分解能向上を図ることもできる。 Note that the number of "at least one" preceding FFT result group, i.e., the number of preceding FFT result groups from which the difference with the current FFT result group is obtained, is preferably two or more (one-to-many inter-frame difference: one-to-five inter-frame difference in the illustrated example) as shown in Figures 9 and 11 in terms of improving resolution, but it can also be just one. In other words, even when one-to-one differences (one-to-one inter-frame differences) are taken as shown in Figures 7 and 8A-8C, attitude estimation is possible, and increasing the number of receiving antennas (hereinafter "number of antennas") can also improve resolution.

(1-2-1b)現FFT結果群、及び先行FFT結果群
現FFT結果群とは、保持されている複数のFFT結果群のうち、直近のFFT結果群である。先行FFT結果群とは、保持している複数のFFT結果群のうち、現FFT結果群より前のFFT結果群である。基準FFT結果群を現FFT結果群とし、対象FFT結果群を先行FFT結果群とすることで、姿勢推定のリアルタイム化が図られる。
(1-2-1b) Current FFT result group and preceding FFT result group The current FFT result group is the most recent FFT result group among the multiple FFT result groups that are stored. The preceding FFT result group is the FFT result group that precedes the current FFT result group among the multiple FFT result groups that are stored. By setting the reference FFT result group as the current FFT result group and the target FFT result group as the preceding FFT result group, posture estimation can be performed in real time.

(1-2-1c)測距処理
測距処理とは、電波センサ1を用いて、人体301等の対象物までの距離を計測(測距)する処理である。本実施形態における測距処理では、電波センサ1を構成する3つ以上の受信用アンテナの各々(以下、各アンテナ)から人体301までの距離が測距され、3つ以上の受信用アンテナに対応する3つ以上の測距結果(測距結果群:後述)が取得される。
(1-2-1c) Distance Measurement Processing Distance measurement processing is processing for measuring (ranging) the distance to an object such as the human body 301 using the radio wave sensor 1. In the distance measurement processing of this embodiment, the distance from each of three or more receiving antennas (hereinafter referred to as each antenna) constituting the radio wave sensor 1 to the human body 301 is measured, and three or more distance measurement results (ranging result groups: described later) corresponding to the three or more receiving antennas are obtained.

測距処理では、例えば、図3に示した各種のパラメータ、つまり、送信波Trと反射波Reとの間の上記差分(周波数差Δf)、送信波Trの周波数fの線形変化における傾きS、及び光速cに基づいて、各アンテナから人体301までの距離dが、次式1により算出される。
d=(c/2S)×Δf・・・(式1)
In the ranging process, for example, based on various parameters shown in Figure 3, namely, the difference (frequency difference Δf) between the transmitted wave Tr and the reflected wave Re, the slope S of the linear change in the frequency f of the transmitted wave Tr, and the speed of light c, the distance d from each antenna to the human body 301 is calculated using the following equation 1.
d=(c/2S)×Δf...(Formula 1)

(1-2-1d)測距結果群
測距結果群とは、1回の送受信動作に対して上式1で取得される、3つ以上の受信用アンテナに対応する3つ以上の測距結果からなる情報である。
(1-2-1d) Distance Measurement Result Group The distance measurement result group is information consisting of three or more distance measurement results corresponding to three or more receiving antennas, obtained by the above formula 1 for one transmission/reception operation.

3つ以上の受信用アンテナに対応する3つ以上の測距結果とは、例えば、第1~第3の3つの受信用アンテナに対応する第1~第3の3つの測距結果である。第1の測距結果は、送信用アンテナから放射された電波が、人体301で反射して第1の受信用アンテナに到達するまでの伝搬距離、の概ね半値(つまり、人体301から第1の受信用アンテナまでの距離)に相当する。第2の測距結果は、送信用アンテナから放射された電波が、人体301で反射して第2の受信用アンテナに到達するまでの伝搬距離、の概ね半値(つまり、人体301から第2の受信用アンテナまでの距離)に相当する。第3の測距結果は、送信用アンテナから放射された電波が、人体301で反射して第3の受信用アンテナに到達するまでの伝搬距離、の概ね半値(つまり、人体301から第3の受信用アンテナまでの距離)に相当する。 Three or more ranging results corresponding to three or more receiving antennas are, for example, three ranging results, numbered first through third, corresponding to three receiving antennas, numbered first through third. The first ranging result corresponds to approximately half the propagation distance from the radio wave radiated from the transmitting antenna to the first receiving antenna after being reflected by the human body 301 (i.e., the distance from the human body 301 to the first receiving antenna). The second ranging result corresponds to approximately half the propagation distance from the radio wave radiated from the transmitting antenna to the second receiving antenna after being reflected by the human body 301 (i.e., the distance from the human body 301 to the second receiving antenna). The third ranging result corresponds to approximately half the propagation distance from the radio wave radiated from the transmitting antenna to the third receiving antenna after being reflected by the human body 301 (i.e., the distance from the human body 301 to the third receiving antenna).

なお、「少なくとも1つ」の測距結果群、つまり、取得される測距結果群の数は、2つ以上が好適であるが、1つでもよい。 Note that "at least one" distance measurement result group, i.e., the number of distance measurement result groups obtained, is preferably two or more, but may be one.

(1-2-2)点配置部:多点配置
点配置部222は、測距部221が測距処理を行う度に座標算出処理を行い、現FFT結果群に対応する少なくとも1つの点を、例えば、図12Aに示すように、三次元空間500に配置していく。ただし、点の配置先は、二次元空間(平面)又は一次元空間(線)でもよい。
(1-2-2) Point Arrangement Unit: Multi-Point Arrangement The point arrangement unit 222 performs coordinate calculation processing each time the distance measurement unit 221 performs distance measurement processing, and arranges at least one point corresponding to the current FFT result group in three-dimensional space 500, for example, as shown in Fig. 12A. However, the point may be arranged in two-dimensional space (plane) or one-dimensional space (line).

なお、「少なくとも1つ」の点、つまり、現FFT結果群に対応して一度に配置される点の数は、2つ以上(多点配置)が好適であるが、1つ(一点配置)でもよい。 Note that "at least one" point, i.e., the number of points placed at one time corresponding to the current FFT result set, is preferably two or more (multi-point placement), but may also be one (single-point placement).

(1-2-2a)三次元空間
三次元空間500とは、電波センサ1及び対象物群(301,302)が存在する実空間(例えば、部屋400:図2参照)に対応する仮想空間である。三次元空間500への配置は、仮想的な動作あり、三次元座標を単に記憶する動作でもよい。
(1-2-2a) Three-dimensional space The three-dimensional space 500 is a virtual space corresponding to the real space (e.g., room 400: see FIG. 2) in which the radio wave sensor 1 and the group of objects (301, 302) exist. Arrangement in the three-dimensional space 500 may be a virtual operation or an operation of simply storing three-dimensional coordinates.

(1-2-2b)座標算出処理、及び点群
座標算出処理とは、取得された少なくとも1つの測距結果群に基づいて、人体301の三次元座標を算出する処理である。
(1-2-2b) Coordinate Calculation Processing and Point Cloud The coordinate calculation processing is processing for calculating the three-dimensional coordinates of the human body 301 based on at least one acquired group of distance measurement results.

(1-2-3)姿勢推定部
姿勢推定部223は、例えば、図12A~図12Cに示すような点群501に基づいて、人体301の姿勢(本実施形態では、姿勢が立位、座位、臥位のいずれであるか)を推定する。点群501とは、点配置部222によって三次元空間500に配置された1つ以上の点の集合である。
(1-2-3) Posture Estimation Unit The posture estimation unit 223 estimates the posture of the human body 301 (in this embodiment, whether the posture is standing, sitting, or lying down) based on, for example, a point cloud 501 as shown in Figures 12A to 12C. The point cloud 501 is a collection of one or more points arranged in a three-dimensional space 500 by the point arrangement unit 222.

このように、本実施形態によれば、FMCW方式による電波センサ1を用いて、人体301の姿勢推定を可能化できる。 In this way, according to this embodiment, the posture of the human body 301 can be estimated using the radio wave sensor 1 based on the FMCW method.

(2)測距部及び点配置部の詳細
(2-1)一対多の差分
測距部221は、好ましくは、電波センサ1が出力したFFT結果群を、所定の周期の2倍以上の期間に渡って保持する。所定の周期の2倍以上の期間は、例えば、1フレームの2倍(2×T)以上の期間でもよい。
(2) Details of the Distance Measuring Unit and Point Arrangement Unit (2-1) One-to-Many Difference The distance measuring unit 221 preferably holds the FFT results output by the radio wave sensor 1 for a period of at least twice the predetermined period. The period of at least twice the predetermined period may be, for example, a period of at least twice one frame (2×T).

そして、測距部221は、現在保持している3つ以上のFFT結果群のうち、現FFT結果群の、2つ以上の先行FFT結果群の各々に対する差分を算出し、算出した2つ以上の差分の各々に基づいて測距処理を行うことで、2つ以上の測距結果群を取得する。 The distance measurement unit 221 then calculates the difference between the current FFT result group and each of the two or more previous FFT result groups among the three or more FFT result groups currently held, and performs distance measurement processing based on each of the two or more calculated differences to obtain two or more distance measurement result groups.

点配置部222は、こうして測距部221が取得した2つ以上の測距結果群の各々に基づいて座標算出処理を行うことで、現FFT結果群に対応する2つ以上の点を三次元空間500に配置していく。 The point placement unit 222 performs coordinate calculation processing based on each of the two or more groups of distance measurement results acquired by the distance measurement unit 221, thereby placing two or more points corresponding to the current group of FFT results in three-dimensional space 500.

このように、現FFT結果群の2つ以上の先行FFT結果群の各々に対する差分を算出することで、電波センサ1のアンテナ数を増やすことなく、人体301の姿勢の推定精度の向上を図ることができる。 In this way, by calculating the difference between the current FFT result group and each of two or more previous FFT result groups, it is possible to improve the accuracy of estimating the posture of the human body 301 without increasing the number of antennas in the radio wave sensor 1.

(2-2)人体の各種の動きの検出に適した一対多の差分
測距部221は、より好ましくは、電波センサ1が出力したFFT結果群を、所定の周期の3倍以上の期間に渡って保持する。そして、測距部221は、現在保持している4つ以上のFFT結果群のうち、現FFT結果群の、3つ以上の先行FFT結果群の各々に対する差分を算出し、算出した3つ以上の差分のうち、人体301の各種の動き(例えば、体動、呼吸微動、手足動など)に応じた2つ以上の差分を選出する。測距部221は、こうして選出した2つ以上の差分の各々に基づいて前記測距処理を行うことで、2つ以上の測距結果群を取得する。
(2-2) One-to-Many Difference Suitable for Detecting Various Movements of the Human Body The ranging unit 221 more preferably holds the FFT result groups output by the radio wave sensor 1 for a period of at least three times the predetermined cycle. The ranging unit 221 then calculates the difference between the current FFT result group and each of three or more previous FFT result groups among the four or more FFT result groups currently held, and selects two or more differences from the three or more calculated differences that correspond to various movements of the human body 301 (e.g., body movement, slight breathing movement, hand and foot movement, etc.). The ranging unit 221 performs the ranging process based on each of the two or more differences selected in this manner, thereby acquiring two or more ranging result groups.

点配置部222は、こうして測距部221が取得した2つ以上の測距結果群の各々に基づいて前記座標算出処理を行うことで、現FFT結果群に対応する2つ以上の点を前記三次元空間500に配置していく。 The point placement unit 222 performs the coordinate calculation process based on each of the two or more groups of distance measurement results acquired by the distance measurement unit 221, thereby placing two or more points corresponding to the current group of FFT results in the three-dimensional space 500.

このように、現FFT結果の3つ以上の先行FFT結果の各々に対する差分を算出し、人体301の各種の動きに応じた2つ以上の差分を選出することで、アンテナ数を増やすことなく、かつ測距処理に用いる差分数を抑制しつつ、人体301の姿勢の推定精度の向上を図ることができる。 In this way, by calculating the difference between the current FFT result and each of three or more previous FFT results and selecting two or more differences corresponding to various movements of the human body 301, it is possible to improve the accuracy of estimating the posture of the human body 301 without increasing the number of antennas and while reducing the number of differences used in the ranging process.

(2-3)フレーム、及びフレーム間差分
前述した送受信動作は、所定時間を1フレームとして、1フレームにN回(Nは2以上の整数)行われる。本実施形態では、所定時間は200ms、N=10である。
(2-3) Frames and Inter-Frame Differences The above-described transmission and reception operations are performed N times (N is an integer equal to or greater than 2) per frame, with a predetermined time being one frame. In this embodiment, the predetermined time is 200 ms, and N=10.

メモリには、1フレームにつきN個のFFT結果群が、複数フレームに渡って記憶される。具体的には、電波センサ1は、例えば、1フレームにつき10回の送受信動作を行い、制御装置2のメモリには、1フレームにつき10個のFFT結果群が、例えば、複数フレーム(例えば、6フレーム)に渡って記憶される。測距部221は、メモリに記憶されている複数フレームの間で、フレーム間差分を取得する。 N sets of FFT results per frame are stored in the memory across multiple frames. Specifically, the radio wave sensor 1 performs, for example, 10 transmission and reception operations per frame, and the memory of the control device 2 stores 10 sets of FFT results per frame across multiple frames (e.g., 6 frames). The distance measurement unit 221 obtains inter-frame differences between the multiple frames stored in the memory.

フレーム間差分とは、一のフレーム(例えば、図7に示す基準フレームFr0)に属するFFT結果群と、他の1つ以上のフレーム(例えば、図7に示す後続フレームFr1・・・)に属するFFT結果群と、の間の差分である。 Inter-frame differences are the differences between a set of FFT results belonging to one frame (e.g., the reference frame Fr0 shown in Figure 7) and a set of FFT results belonging to one or more other frames (e.g., the subsequent frame Fr1, etc. shown in Figure 7).

(2-3-1)一対一フレーム間差分
フレーム間差分は、例えば、一対一フレーム間差分である。一対一フレーム間差分とは、一のフレーム(例えば、基準フレームFr0)に属するFFT結果群と、他の一のフレーム(例えば、後続フレームFr1)に属するFFT結果群と、の間の差分である。
(2-3-1) One-to-One Interframe Difference The interframe difference is, for example, a one-to-one interframe difference. The one-to-one interframe difference is the difference between a group of FFT results belonging to one frame (e.g., reference frame Fr0) and a group of FFT results belonging to another frame (e.g., subsequent frame Fr1).

(2-3-2)フレーム間差分を求める際の各フレームの代表値
差分の取得対象となる2つのフレームに対応する2つのFFT結果群(例えば、基準フレームFr0に属するFFT結果群、及び後続フレームFr1に属するFFT結果群)の各々は、各々が属するフレームにおけるN個(例えば、10個)のFFT結果群における代表値である。
(2-3-2) Representative value of each frame when calculating the difference between frames Each of the two FFT result groups corresponding to the two frames from which the difference is to be obtained (e.g., the FFT result group belonging to the reference frame Fr0 and the FFT result group belonging to the subsequent frame Fr1) is a representative value among the N (e.g., 10) FFT result groups in the frame to which it belongs.

代表値は、例えば、N個のFFT結果群の平均値(具体的には、第1の受信用アンテナに対応する10個のFFT結果の平均値、第2の受信用アンテナに対応する10個のFFT結果の平均値、及び第3の受信用アンテナに対応する10個のFFT結果の平均値、などで構成される情報)である。この場合のフレーム間差分は、基準フレームFr0に属する10個のFFT結果群の平均値と、後続フレームFr1に属する10個のFFT結果群の平均値と、の差分となる。 The representative value is, for example, the average value of N FFT result groups (specifically, information consisting of the average value of 10 FFT results corresponding to the first receiving antenna, the average value of 10 FFT results corresponding to the second receiving antenna, and the average value of 10 FFT results corresponding to the third receiving antenna, etc.). In this case, the inter-frame difference is the difference between the average value of the 10 FFT result group belonging to the reference frame Fr0 and the average value of the 10 FFT result group belonging to the subsequent frame Fr1.

または、代表値は、N個のFFT結果群のうち、所定の規則で決定される一のFFT結果群(例えば、k番目のFFT結果群:kは1以上N以下の整数)でもよい。この場合のフレーム間差分は、基準フレームFr0に属する10個のFFT結果群のうちk番目(例えば、1番目)のFFT結果群と、後続フレームFr1に属する10個のFFT結果群のうちk番目(例えば、1番目)のFFT結果群と、の差分となる。 Alternatively, the representative value may be one of the N FFT result groups determined according to a predetermined rule (e.g., the kth FFT result group: k is an integer between 1 and N). In this case, the inter-frame difference is the difference between the kth (e.g., the first) FFT result group of the 10 FFT result groups belonging to the reference frame Fr0 and the kth (e.g., the first) FFT result group of the 10 FFT result groups belonging to the subsequent frame Fr1.

なお、上記のようなフレーム間差分に関する事項は、一対一のフレーム間差分に限らず、一対多のフレーム間差分にも当てはまる。 Note that the above points regarding inter-frame differences apply not only to one-to-one inter-frame differences, but also to one-to-many inter-frame differences.

測距部221は、例えば、一対多フレーム間差分(後述)を算出するために、電波センサ1が出力したFFT結果群を、(K+1)フレーム(Kは2以上の整数)の期間に渡って保持する。本実施形態では、K=5であり、FFT結果群は、(5+1)フレームの期間、つまり6×200ms=1200msに渡って保持(例えば、制御装置2のメモリに記憶)される。 For example, to calculate one-to-many frame differences (described below), the ranging unit 221 holds the FFT results output by the radio wave sensor 1 for a period of (K+1) frames (K is an integer greater than or equal to 2). In this embodiment, K=5, and the FFT results are held (for example, stored in the memory of the control device 2) for a period of (5+1) frames, or 6 x 200 ms = 1200 ms.

(2-3-3)一対多フレーム間差分
測距部221は、例えば、メモリに記憶されている(K+1)フレーム期間に渡るFFT結果群を用いて、一対多フレーム間差分を算出する。一対多フレーム間差分とは、基準フレームFr0と、複数の対象フレーム(例えば、図9に示すような後続フレームFr1,Fr2,・・・)の各々と、の間でのFFT結果群の差分(第1時間差T,第2時間差2×T,・・・)である。
(2-3-3) One-to-Many Frame Difference The distance measurement unit 221 calculates the one-to-many frame difference using, for example, a group of FFT results spanning a (K+1) frame period stored in memory. The one-to-many frame difference is the difference (first time difference T, second time difference 2×T, ...) between the reference frame Fr0 and each of multiple target frames (for example, subsequent frames Fr1, Fr2, ... as shown in FIG. 9 ).

なお、図9では、複数の対象フレームとして、基準フレームFr0に後続する複数の後続フレームFr1,Fr2,・・・を例示しているが、本実施形態における複数の対象フレームは、例えば、図11に示すような、基準フレームFr0に先行する複数の先行フレームFr-1,Fr-2,・・・である。 Note that Figure 9 illustrates multiple subsequent frames Fr1, Fr2, etc. that follow the reference frame Fr0 as an example of multiple target frames, but in this embodiment, the multiple target frames are, for example, multiple preceding frames Fr-1, Fr-2, etc. that precede the reference frame Fr0, as shown in Figure 11.

FFT結果群の差分は、例えば、図7に示すように、基準フレームFr0の1番目の送信波Tr1に対応するFFT結果群と、基準フレームFr0に対して時間差Tの対象フレーム(図7の例では、後続フレームFr1)の1番目の送信波Tr1に対応するFFT結果群と、の間の差分である。 The difference between the FFT result groups is, for example, as shown in Figure 7, the difference between the FFT result group corresponding to the first transmission wave Tr1 of the reference frame Fr0 and the FFT result group corresponding to the first transmission wave Tr1 of the target frame (the subsequent frame Fr1 in the example of Figure 7) that has a time difference T from the reference frame Fr0.

または、FFT結果群の差分は、例えば、基準フレームFr0の2番目の送信波Tr2に対応するFFT結果群と、対象フレーム(後続フレームFr1)の2番目の送信波Tr2に対応するFFT結果群と、の間の差分でもよいし、基準フレームFr0のN番目の送信波TrNに対応するFFT結果群と、対象フレーム(後続フレームFr1)のN番目の送信波Tr2に対応するFFT結果群と、の間の差分でもよい。 Alternatively, the difference between the FFT result groups may be, for example, the difference between the FFT result group corresponding to the second transmission wave Tr2 of the reference frame Fr0 and the FFT result group corresponding to the second transmission wave Tr2 of the target frame (subsequent frame Fr1), or the difference between the FFT result group corresponding to the Nth transmission wave TrN of the reference frame Fr0 and the FFT result group corresponding to the Nth transmission wave Tr2 of the target frame (subsequent frame Fr1).

または、FFT結果群の差分は、上記のようなN個の差分の合計でもよい。本実施形態では、FFT結果群の差分は、上記のようなN個の差分の合計、つまり、N個の送信波Tr1~TrNごとの差分の合計であるとする。 Alternatively, the difference in the FFT result group may be the sum of the N differences described above. In this embodiment, the difference in the FFT result group is the sum of the N differences described above, that is, the sum of the differences for each of the N transmission waves Tr1 to TrN.

本実施形態における一対多フレーム間差分は、現在保持している(N×(K+1))個以上(例えば、N=10,K=5として、10×(5+1)=60個)のFFT結果群のうち、現フレームFFT結果群の、K個以上(例えば、5個)の先行フレームFFT結果群の各々、に対するフレーム間差分の集合である。 In this embodiment, the one-to-many frame differences are a set of inter-frame differences between the current frame FFT result group and each of K or more (e.g., 5) previous frame FFT result groups out of the (N x (K + 1)) or more (e.g., 10 x (5 + 1) = 60) FFT result groups currently held.

(2-3-4)現フレーム、及び現フレームFFT結果群
現フレームFr0とは、現在のフレームであり、現在のフレームは、直近のFFT結果群を含むフレームFr0である。現フレームFFT結果群は、現フレームFr0に属するN個のFFT結果群の集合である。
(2-3-4) Current Frame and Current Frame FFT Result Group The current frame Fr0 is the current frame, and the current frame is the frame Fr0 that includes the most recent FFT result group. The current frame FFT result group is a set of N FFT result groups that belong to the current frame Fr0.

(2-3-5)先行フレーム、及び先行フレームFFT結果群
先行フレーム(Fr-1,Fr-2・・・Fr-K)とは、現フレームFr0より前のフレームである。先行フレームFFT結果群は、K個の先行フレーム(Fr-1,Fr-2・・・Fr-K)にそれぞれ属するN個のFFT結果群の集合である。
(2-3-5) Previous Frame and Previous Frame FFT Result Group Previous frames (Fr-1, Fr-2, ... Fr-K) are frames that precede the current frame Fr0. The previous frame FFT result group is a set of N FFT result groups that belong to K previous frames (Fr-1, Fr-2, ... Fr-K), respectively.

(2-3-6)パラメータK
なお、パラメータKの値が大きいほど、人体301の各種の動き(例えば、体動、呼吸微動、及び手足動)の検出は容易となる。
(2-3-6) Parameter K
The larger the value of the parameter K, the easier it is to detect various movements of the human body 301 (for example, body movements, slight respiratory movements, and hand and foot movements).

(2-3-6a)体動、呼吸微動、及び手足動
体動とは、体全体(体幹)の動きである。体動は、図10及び図11に示すように、動作時間が長く、動き量も大きい、不規則な動きである。手足動とは、手足の動きである。手足動は、図10及び図11に示すように、動作時間が短く、動き量が大きい、不規則な動きである。呼吸微動とは、呼吸に伴う胴体の動きである。呼吸微動は、動き量が小さく、動作時間がやや短い、周期的な動きである。
(2-3-6a) Body Movement, Respiratory Fluctuations, and Limb Movement Body movement is the movement of the entire body (trunk). As shown in Figures 10 and 11, body movement is irregular, with a long movement time and a large amount of movement. Limb movement is the movement of the limbs. As shown in Figures 10 and 11, limb movement is irregular, with a short movement time and a large amount of movement. Respiratory Fluctuations is the movement of the trunk associated with breathing. Respiratory Fluctuations is periodic, with a small amount of movement and a somewhat short movement time.

(2-3-6b)パラメータKの具体例
本実施形態では、図11に示すように、K=5であり、連続する5つの先行フレーム(第1先行フレームFr-1,第2先行フレームFr-2,・・・第5先行フレームFr-5)のうち、体動、手足の動き及び呼吸微動の検出に適した3つ(第2,第3及び第5先行フレームFr-2,Fr-3及びFr-5)を選出することで、差分算出の処理量を抑制しつつ推定精度の向上を図っているが、5つの先行フレームFr-1~Fr-5の全てを用いてもよい。
(2-3-6b) Specific examples of parameter K In this embodiment, as shown in FIG. 11, K=5, and of the five consecutive preceding frames (first preceding frame Fr-1, second preceding frame Fr-2, ... fifth preceding frame Fr-5), three (second, third and fifth preceding frames Fr-2, Fr-3 and Fr-5) that are suitable for detecting body movement, limb movement and slight respiratory movement are selected, thereby improving the estimation accuracy while reducing the processing load for difference calculation, but all five preceding frames Fr-1 to Fr-5 may also be used.

(2-3-7)一対多フレーム間差分に基づく姿勢推定
測距部221は、こうして現フレームFr0に関して算出した一対多フレーム間差分を構成するK個以上のフレーム間差分に対応するK個以上の測距結果群を取得する。
(2-3-7) Posture Estimation Based on One-to-Many Frame Differences The distance measurement unit 221 acquires K or more distance measurement result groups corresponding to K or more inter-frame differences that constitute the one-to-many frame differences calculated for the current frame Fr0 in this way.

点配置部222は、こうして測距部221が現フレームFr0に関して取得したK個以上の測距結果群の各々に基づいて座標算出処理を行うことで、現FFT結果群に対応するK個以上の点を三次元空間500に配置していく。 The point placement unit 222 performs coordinate calculation processing based on each of the K or more distance measurement result groups obtained by the distance measurement unit 221 for the current frame Fr0, thereby placing K or more points corresponding to the current FFT result group in three-dimensional space 500.

このように、現FFT結果群の2つ以上の先行FFT結果群の各々に対する一対多フレーム間差分を算出することで、アンテナ数を増やすことなく、人体301の姿勢の推定精度の更なる向上を図ることができる。 In this way, by calculating the one-to-many frame difference between the current FFT result group and each of two or more previous FFT result groups, it is possible to further improve the accuracy of estimating the posture of the human body 301 without increasing the number of antennas.

(2-3-8)パラメータKの好適値
Kの値は、3以上の整数が好適である。測距部221は、現フレームFr0に関して算出した一対多フレーム間差分を構成する3つ以上のフレーム間差分のうち、人体301の各種の動き(例えば、体動、呼吸微動、手足動など)に応じた2つ以上のフレーム間差分を選出し、選出した2つ以上のフレーム間差分に対応する2つ以上の測距結果群を取得する。
(2-3-8) Preferred Value of Parameter K The value of K is preferably an integer equal to or greater than 3. The distance measurement unit 221 selects two or more inter-frame differences corresponding to various movements of the human body 301 (for example, body movement, slight respiratory movement, hand and foot movement, etc.) from among the three or more inter-frame differences that constitute the one-to-many inter-frame difference calculated for the current frame Fr0, and obtains two or more groups of distance measurement results corresponding to the two or more selected inter-frame differences.

点配置部222は、こうして測距部221が現フレームFr0に関して取得した2つ以上の測距結果群の各々に基づいて座標算出処理を行うことで、現FFT結果群に対応する2つ以上の点を三次元空間500に配置していく。 The point placement unit 222 performs coordinate calculation processing based on each of the two or more groups of distance measurement results obtained by the distance measurement unit 221 for the current frame Fr0, thereby placing two or more points corresponding to the current group of FFT results in three-dimensional space 500.

このように、現FFT結果群の3つ以上の先行FFT結果群の各々に対する3つ以上のフレーム間差分(一対多フレーム間差分)を算出し、当該3つ以上のフレーム間差分のうち、人体301の各種の動きに応じた2つ以上のフレーム間差分を算出することで、アンテナ数を増やすことなく、かつ測距処理に用いるフレーム間差分数を抑制しつつ、人体301の姿勢の推定精度の更なる向上を図ることができる。 In this way, by calculating three or more inter-frame differences (one-to-many inter-frame differences) for each of three or more preceding FFT result groups of the current FFT result group, and then calculating two or more of the three or more inter-frame differences corresponding to various movements of the human body 301, it is possible to further improve the accuracy of estimating the posture of the human body 301 without increasing the number of antennas and while suppressing the number of inter-frame differences used in the ranging process.

より好ましいKの値は、5である。測距部221は、現フレームFr0に関して算出した一対多フレーム間差分を構成する5つのフレーム間差分のうち、人体301の体動、呼吸微動及び手足動に応じた3つのフレーム間差分を選出し、選出した3つのフレーム間差分に対応する3つの測距結果群を取得する。 A more preferable value for K is 5. The distance measurement unit 221 selects three inter-frame differences corresponding to the body movement, respiratory micromovement, and limb movement of the human body 301 from the five inter-frame differences that make up the one-to-many inter-frame difference calculated for the current frame Fr0, and obtains three groups of distance measurement results corresponding to the selected three inter-frame differences.

人体301の体動、呼吸微動及び手足動に応じた3つのフレーム間差分は、部隊的には、例えば、図11に示すように、第1~第5フレーム間差分ΔA1~ΔA5のうち、第2,第3及び第5フレーム間差分ΔA2,ΔA3及びΔA5である。 The three inter-frame differences corresponding to the body movement, respiratory micromovement, and limb movement of the human body 301 are, for example, the second, third, and fifth inter-frame differences ΔA2, ΔA3, and ΔA5 of the first to fifth inter-frame differences ΔA1 to ΔA5, as shown in Figure 11.

点配置部222は、こうして測距部221が現フレームに関して取得した3つの測距結果群の各々に基づいて座標算出処理を行うことで、現FFT結果群に対応する3つの点を三次元空間500に配置していく。 The point placement unit 222 performs coordinate calculation processing based on each of the three groups of distance measurement results obtained by the distance measurement unit 221 for the current frame, thereby placing three points corresponding to the current group of FFT results in three-dimensional space 500.

このように、現FFT結果群の5つの先行FFT結果群の各々に対する5つのフレーム間差分(一対多フレーム間差分)を算出し、当該5つのフレーム間差分のうち、人体301の体動、呼吸微動及び手足動に応じた3つのフレーム間差分を算出することで、アンテナ数を増やすことなく、かつ測距処理に用いるフレーム間差分数を抑制しつつ、人体301の姿勢の推定精度の更なる向上を図ることができる。 In this way, by calculating five inter-frame differences (one-to-many inter-frame differences) for each of the five preceding FFT result groups of the current FFT result group, and then calculating three of the five inter-frame differences corresponding to the body movement, respiratory micromovement, and limb movement of the human body 301, it is possible to further improve the accuracy of estimating the posture of the human body 301 without increasing the number of antennas and while suppressing the number of inter-frame differences used in the ranging process.

なお、上記は例示に過ぎず、例えば、算出するフレーム間差分の個数や時間差は、推定精度がより高くなるように適宜変更され得る。 Note that the above is merely an example; for example, the number of inter-frame differences calculated and the time difference can be changed as appropriate to improve estimation accuracy.

(2-3-9)姿勢推定部の詳細
(2-3-9a)クラスタリング、及びクラスタ群の分布
姿勢推定部223は、例えば、点群501に対してクラスタリングを行うことにより、1つ以上のクラスタ(CL,CL1,CL2)の集合であるクラスタ群(CL,CL1,CL2)を取得する。
(2-3-9) Details of the Posture Estimation Unit (2-3-9a) Clustering and Distribution of Cluster Groups The posture estimation unit 223, for example, performs clustering on the point cloud 501 to obtain a cluster group (CL, CL1, CL2) which is a collection of one or more clusters (CL, CL1, CL2).

クラスタ群(CL,CL1,CL2)は、例えば、図12A及び図12Bに示すような、人体301の上半身(頭部、胴体及び腕部)に対応する第1クラスタCL1、及び下半身(脚部)に対応する第2クラスタCL2である。またはクラスタ群(CL,CL1,CL2)は、例えば、図12Cに示すような、全身(頭部、胴体、腕部及び脚部)に対応する単一のクラスタCLでもよい。 The cluster group (CL, CL1, CL2) may be, for example, a first cluster CL1 corresponding to the upper body (head, torso, and arms) of the human body 301, and a second cluster CL2 corresponding to the lower body (legs), as shown in Figures 12A and 12B. Alternatively, the cluster group (CL, CL1, CL2) may be, for example, a single cluster CL corresponding to the entire body (head, torso, arms, and legs), as shown in Figure 12C.

なお、点群501を構成する点の数が増えることで、クラスタ群(CL,CL1,CL2)は、人体301、ひいては人体301を構成する各部位の概形(シルエット)を判別し得る程度の解像度となることが期待される。 In addition, as the number of points constituting the point cloud 501 increases, it is expected that the cluster group (CL, CL1, CL2) will have a resolution sufficient to distinguish the outline (silhouette) of the human body 301 and, ultimately, each part constituting the human body 301.

姿勢推定部223は、こうして取得したクラスタ群(CL,CL1,CL2)の三次元空間500内における分布(以下、単に「分布」と記す)に基づいて、人体301の姿勢を推定する。 The posture estimation unit 223 estimates the posture of the human body 301 based on the distribution (hereinafter simply referred to as "distribution") of the thus acquired cluster group (CL, CL1, CL2) in three-dimensional space 500.

分布は、例えば、取得されたクラスタ(CL,CL1,CL2)の数、一のクラスタ(CL,CL1,CL2)の拡がりの方向、複数クラスタ間の距離などである。 The distribution may be, for example, the number of clusters (CL, CL1, CL2) obtained, the direction of expansion of one cluster (CL, CL1, CL2), or the distance between multiple clusters.

(2-3-9b)分布条件に基づく姿勢推定
姿勢推定部223は、例えば、分布に関する条件である分布条件に基づいて、人体301の姿勢が臥位、座位及び立位のどれであるかを推定する。
(2-3-9b) Posture Estimation Based on Distribution Conditions The posture estimation unit 223 estimates whether the posture of the human body 301 is lying down, sitting, or standing, based on distribution conditions, which are conditions related to distribution, for example.

分布条件は、例えば、臥位条件を含む。分布条件を構成する臥位条件(第1臥位条件)は、例えば、「単一のクラスタCLのみが取得され、当該単一のクラスタCLの床面からの高さが、閾値を下回るほど低いこと」である(図12C参照)。 The distribution conditions include, for example, a lying-down condition. A lying-down condition (first lying-down condition) that constitutes the distribution conditions is, for example, "only a single cluster CL is acquired, and the height of that single cluster CL from the floor surface is low enough to be below a threshold value" (see Figure 12C).

分布条件は、例えば、座位条件を更に含む。分布条件を構成する座位条件(第1座位条件)は、例えば、「第1及び第2の2つのクラスタCL1及びCL2が取得され、当該2つのクラスタCL1及びCL2の間の距離が閾値を下回るほど近いこと」である(図12B参照)。 The distribution condition further includes, for example, a locus condition. A locus condition (first locus condition) that constitutes the distribution condition is, for example, "two clusters, first and second, CL1 and CL2, are obtained, and the distance between the two clusters CL1 and CL2 is so close that it is below a threshold value" (see Figure 12B).

姿勢推定部223は、例えば、分布が上記臥位条件(第1臥位条件)を満たした場合、人体301の姿勢は臥位であると判断し、分布が上記座位条件(第1座位条件)を満たした場合、姿勢は座位であると判断し、分布が上記臥位条件も上記座位条件も満たさない場合、姿勢は立位であると判断してもよい。 The posture estimation unit 223 may, for example, determine that the posture of the human body 301 is lying down if the distribution satisfies the above-mentioned lying down condition (first lying down condition), determine that the posture is sitting down if the distribution satisfies the above-mentioned sitting down condition (first sitting down condition), and determine that the posture is standing up if the distribution satisfies neither the above-mentioned lying down condition nor the above-mentioned sitting down condition.

こうして、クラスタ群(CL,CL1,CL2)の分布を基に、人体301の姿勢を精度よく推定できる。 In this way, the posture of the human body 301 can be estimated with high accuracy based on the distribution of the cluster group (CL, CL1, CL2).

(2-3-9c)寸法比条件に基づく姿勢推定
または、姿勢推定部223は、クラスタ群(CL,CL1,CL2)を囲む立体図形502の縦D、横W及び高さHに関する比率(以下、「寸法比」と記す)に関する寸法比条件に基づいて、人体301の姿勢を推定してもよい。
(2-3-9c) Posture estimation based on size ratio conditions Alternatively, the posture estimation unit 223 may estimate the posture of the human body 301 based on size ratio conditions regarding the ratios (hereinafter referred to as "size ratios") of the length D, width W, and height H of the three-dimensional figure 502 surrounding the cluster group (CL, CL1, CL2).

本実施形態における立体図形502は、例えば、図13A~図13Cに示すような、縦D、横W及び高さHの直方体であり、寸法比は、例えば、縦D又は横Wと高さHとの間の比率である。 In this embodiment, the three-dimensional figure 502 is, for example, a rectangular parallelepiped with length D, width W, and height H, as shown in Figures 13A to 13C, and the dimensional ratio is, for example, the ratio between length D or width W and height H.

ただし、立体図形502は、例えば、楕円柱(不図示)などでもよい。楕円柱では、短径が縦D、長径が横Wに対応する。 However, the three-dimensional figure 502 may also be, for example, an elliptical cylinder (not shown). In an elliptical cylinder, the minor axis corresponds to the vertical axis D and the major axis corresponds to the horizontal axis W.

寸法比条件は、臥位条件を含む。寸法比条件を構成する臥位条件(第2臥位条件)は、例えば、「立体図形502の縦D又は横Wが、高さHに対して所定比率(例えば、3倍)を超えるほど大きいこと」であってもよい。 The dimension ratio condition includes a lying-down condition. A lying-down condition (second lying-down condition) that constitutes the dimension ratio condition may be, for example, "the length D or width W of the three-dimensional figure 502 must be so large as to exceed a predetermined ratio (e.g., three times) of the height H."

寸法比条件は、例えば、立位条件を更に含む。寸法比条件を構成する立位条件は、例えば、「立体図形502の高さHが縦D又は横Wに対して所定比率(例えば、3倍)を超えるほど大きいこと」であってもよい。 The size ratio condition further includes, for example, an upright position condition. The upright position condition constituting the size ratio condition may be, for example, "the height H of the three-dimensional figure 502 must be greater than a predetermined ratio (e.g., three times) of the length D or width W."

姿勢推定部223は、例えば、寸法比が上記臥位条件(第2臥位条件)を満たした場合、人体301の姿勢は臥位であると判断し、寸法比が上記立位条件を満たした場合、姿勢は立位であると判断し、寸法比が上記臥位条件も上記立位条件も満たさない場合、姿勢は座位であると判断してもよい。 The posture estimation unit 223 may, for example, determine that the posture of the human body 301 is lying down if the dimension ratio satisfies the above-mentioned lying down condition (second lying down condition), determine that the posture is standing if the dimension ratio satisfies the above-mentioned standing down condition, and determine that the posture is sitting if the dimension ratio satisfies neither the lying down condition nor the above-mentioned standing down condition.

こうして、クラスタ群(CL,CL1,CL2)を囲む立体図形502の縦D、横W及び高さHに関する比率を基に、人体301の姿勢を精度よく推定できる。 In this way, the posture of the human body 301 can be accurately estimated based on the ratios of the length D, width W, and height H of the three-dimensional figure 502 that surrounds the cluster group (CL, CL1, CL2).

(2-3-9d)分布寸法比条件に基づく姿勢推定
姿勢推定部223は、例えば、分布及び寸法比に関する条件である分布寸法比条件に基づいて、人体301の姿勢が臥位、座位及び立位のどれであるかを推定してもよい。
(2-3-9d) Posture estimation based on distribution size ratio conditions The posture estimation unit 223 may estimate whether the posture of the human body 301 is lying down, sitting, or standing, based on distribution size ratio conditions, which are conditions related to distribution and size ratios, for example.

分布寸法比条件は、臥位条件を含む。分布寸法比条件を構成する臥位条件(第3臥位条件)は、例えば、「一のクラスタCLのみが取得され、かつ立体図形502の縦D又は横Wが、高さHに対して所定比率(例えば、3倍)を超えるほど大きいこと」であってもよい。 The distribution size ratio condition includes a lying-down condition. The lying-down condition (third lying-down condition) that constitutes the distribution size ratio condition may be, for example, "only one cluster CL is acquired, and the length D or width W of the three-dimensional figure 502 is so large as to exceed a predetermined ratio (e.g., three times) of the height H."

分布寸法比条件は、例えば、座位条件を更に含む。分布寸法比条件を構成する座位条件(第2座位条件)は、例えば、「第1及び第2の2つのクラスタCL1及びCL2が取得され、当該2つのクラスタCL1及びCL2の間の距離が、閾値を下回るほど近いこと」であってもよい。 The distribution size ratio condition further includes, for example, a locus condition. The locus condition (second locus condition) constituting the distribution size ratio condition may be, for example, "two clusters, first and second, CL1 and CL2, are obtained, and the distance between the two clusters CL1 and CL2 is so close that it is below a threshold value."

姿勢推定部223は、例えば、分布及び寸法比が上記臥位条件(第3臥位条件)を満たした場合、人体301の姿勢は臥位であると判断し、分布及び寸法比が上記座位条件(第2座位条件)を満たした場合、姿勢は座位であると判断し、分布及び寸法比が上記臥位条件も上記座位条件も満たさない場合、姿勢は立位であると判断してもよい。 The posture estimation unit 223 may, for example, determine that the posture of the human body 301 is lying down if the distribution and size ratio satisfy the above-mentioned lying down condition (third lying down condition), determine that the posture is sitting down if the distribution and size ratio satisfy the above-mentioned sitting down condition (second sitting down condition), and determine that the posture is standing up if the distribution and size ratio satisfy neither the above-mentioned lying down condition nor the above-mentioned sitting down condition.

(2-4)機器制御システムの機器制御機能
機器制御システム100は、図1に示すように、行動検出部224と、機器制御部225と、を更に備える。
(2-4) Device Control Function of Device Control System As shown in FIG. 1, the device control system 100 further includes a behavior detection unit 224 and a device control unit 225.

(2-4-1)行動検出部
行動検出部224は、人体301に対する姿勢推定部223の推定結果を基に、人体301に対応する人の行動を検出する。
(2-4-1) Behavior Detection Unit The behavior detection unit 224 detects the behavior of the person corresponding to the human body 301 based on the estimation result of the posture estimation unit 223 for the human body 301 .

本実施形態における行動検出部224は、特に、姿勢推定部223の推定結果の変化に少なくとも基づいて、非操作行動を検出する。 In this embodiment, the behavior detection unit 224 detects non-operation behavior based at least in particular on changes in the estimation results of the posture estimation unit 223.

推定結果の変化は、本実施形態では、立位、座位及び臥位の間での変化であり、具体的には、例えば、立位から座位への変化、座位から立位への変化、立位又は座位から臥位への変化、臥位から立位又は座位への変化、などである。 In this embodiment, the change in the estimation result is a change between a standing position, a sitting position, and a lying position. Specifically, for example, this includes a change from a standing position to a sitting position, a change from a sitting position to a standing position, a change from a standing or sitting position to a lying position, a change from a lying position to a standing or sitting position, etc.

また、行動検出部224は、姿勢推定部223の推定結果の変化が検出されない無変状態が所定時間以上継続した場合に、非操作行動を検出してもよい。行動検出部224は、例えば、姿勢推定部223の推定結果の変化が検出された後、無変状態が所定時間以上継続したことに応じて、非操作行動を検出する。 The behavior detection unit 224 may also detect a non-operation behavior when an unchanged state in which no change in the estimation result of the posture estimation unit 223 is detected continues for a predetermined time or more. The behavior detection unit 224 detects a non-operation behavior, for example, when an unchanged state continues for a predetermined time or more after a change in the estimation result of the posture estimation unit 223 is detected.

具体的には、行動検出部224は、例えば、姿勢推定部223の推定結果が立位又は座位から横臥位に変化した後、横臥位から他の姿勢への変化が検出されない無変化状態が所定時間以上継続したことに応じて、横臥状態の継続(例えば、入眠)という非操作行動を検出する。また、行動検出部224は、例えば、姿勢推定部223の推定結果が立位又は横臥位から座位に変化した後、座位から他の姿勢への変化が検出されない無変化状態が所定時間以上継続したことに応じて、横臥状態の継続(例えば、入眠)という非操作行動を検出する。 Specifically, the behavior detection unit 224 detects a non-operation behavior of continuing a lying state (for example, falling asleep) when, for example, after the estimation result of the posture estimation unit 223 has changed from a standing or sitting position to a lying position, a no-change state in which no change from the lying position to another position is detected has continued for a predetermined time or more. Furthermore, the behavior detection unit 224 detects a non-operation behavior of continuing a lying state (for example, falling asleep) when, for example, after the estimation result of the posture estimation unit 223 has changed from a standing or sitting position to a lying position, a no-change state in which no change from the sitting position to another position is detected has continued for a predetermined time or more.

(2-4-1a)非操作行動、及び操作行動
非操作行動とは、操作行動とは異なる行動である。
(2-4-1a) Non-operational behavior and operational behavior Non-operational behavior is a behavior that is different from operational behavior.

操作行動とは、機器200の操作を意図した行動である。機器200は、例えば、図2に示すような、部屋400の天井に取付られた照明器具200a、床に配置されたテレビ(TV)200b、窓402に取り付けられた電動ブラインド200cなどである。操作行動は、例えば、照明器具200aの壁スイッチを介したオンオフ操作、TV200bのリモコンを介したオンオフ操作やチャネル切換操作、電動ブラインド200cのリモコンを介した開閉操作などである。 Operational behavior is an action intended to operate device 200. Device 200 is, for example, a lighting fixture 200a attached to the ceiling of room 400, a television (TV) 200b placed on the floor, and electric blinds 200c attached to window 402, as shown in FIG. 2. Operational behavior is, for example, an on/off operation of lighting fixture 200a via a wall switch, an on/off operation or channel change operation of TV 200b via a remote control, or an open/close operation of electric blinds 200c via a remote control.

非操作行動は、例えば、日常行動といった、機器200の操作を意図しない行動である。日常行動は、例えば、部屋400に入る行動(部屋400の出入口401からの入室)、ベッド302bに横になる行動(就寝)、ベッド302bから起き上がる行動(起床)、部屋400から出る行動(出入口401からの退室)などである。また、日常行動は、例えば、デスク302aに座る行動(着席)(デスク作業、又はくつろぎ)、デスク302aを離れる行動(離席)などでもよい。 Non-operational behavior is, for example, a daily behavior that does not intend to operate the device 200. Daily behavior is, for example, the behavior of entering the room 400 (entering through the entrance/exit 401 of the room 400), the behavior of lying down on the bed 302b (going to sleep), the behavior of getting up from the bed 302b (getting up), the behavior of leaving the room 400 (leaving through the entrance/exit 401), etc. Daily behavior may also be, for example, the behavior of sitting at the desk 302a (sitting) (desk work or relaxation), the behavior of leaving the desk 302a (leaving one's seat), etc.

なお、着席は、例えば、デスク302aで作業を行うための着席(デスク作業)と、TV200bを見てくつろぐための着席(くつろぎ)と、に区別されてもよい。デスク作業とくつろぎとは、例えば、着席が検出された時間帯(昼間か夜間か)を基に、判断されてもよい。 Seating may be distinguished, for example, into sitting to work at desk 302a (desk work) and sitting to relax and watch TV 200b (relaxation). Whether it is desk work or relaxation may be determined, for example, based on the time of day (daytime or nighttime) when sitting is detected.

なお、行動検出部224は、環境情報、履歴情報等(後述)も考慮して、非操作行動を検出してもよい。例えば、起床は、朝の起床と、深夜の途中覚醒と、に区別されてもよい。朝の起床か、深夜の途中覚醒かは、臥位から座位又は立位への変化か検出された時間帯、を基に判断されてもよい。 The behavior detection unit 224 may also detect non-operation behavior by taking into consideration environmental information, history information, etc. (described below). For example, waking up may be distinguished between waking up in the morning and waking up in the middle of the night. Whether it is waking up in the morning or waking up in the middle of the night may be determined based on the time of day when a change from a lying down position to a sitting or standing position is detected.

(2-4-2)機器制御部
機器制御部225は、行動検出部224が検出した非操作行動に少なくとも基づいて、機器200を制御する。
(2-4-2) Device Control Unit The device control unit 225 controls the device 200 based at least on the non-operation behavior detected by the behavior detection unit 224 .

なお、機器制御部225は、非操作行動に応じた制御(自動制御)に加えて、機器200に対する操作に応じた制御(手動制御)も行う。操作は、例えば、制御装置2が有する操作デバイス(タッチパネルや操作ボタン等)の操作であるが、機器200が有する操作デバイス(壁スイッチやリモコン等)の操作でもよいし、機器200の操作用のジェスチャでもよい。機器200が有する操作デバイスの操作は、例えば、壁スイッチ等の操作デバイスから機器200への制御信号を傍受することにより検出される。ジェスチャは、例えば、人体301をカメラ(不図示)で撮像した画像の解析により検出されるが、電波センサ1で、非操作行動とは区別して検出されてもよい。 In addition to control in response to non-operational behavior (automatic control), the device control unit 225 also performs control in response to operations on the device 200 (manual control). The operations may be, for example, operations on an operation device (touch panel, operation button, etc.) possessed by the control device 2, but may also be operations on an operation device (wall switch, remote control, etc.) possessed by the device 200, or gestures for operating the device 200. The operations on the operation device possessed by the device 200 are detected, for example, by intercepting control signals sent to the device 200 from an operation device such as a wall switch. Gestures are detected, for example, by analyzing images of the human body 301 captured by a camera (not shown), but may also be detected by the radio wave sensor 1, distinguishing them from non-operational behavior.

このように、推定した姿勢の変化を基に、人体301の行動(特に、非操作行動)を検出し、検出結果に応じた機器制御を行うことで、機器200に対する操作なしでの機器制御(操作レス機器制御)を可能化できる。 In this way, by detecting the behavior of the human body 301 (particularly non-operational behavior) based on the estimated posture changes and performing device control according to the detection results, it is possible to control the device 200 without operating it (operation-less device control).

(2-4-3)情報取得部
機器制御システム100は、図1に示すように、情報取得部226を更に備える。情報取得部226は、各種の情報を取得する。各種の情報は、例えば、環境情報、及び人識別子(いずれも後述)などである。
(2-4-3) Information Acquisition Unit As shown in Fig. 1, the device control system 100 further includes an information acquisition unit 226. The information acquisition unit 226 acquires various types of information, such as environmental information and a person identifier (both of which will be described later).

情報取得部226は、例えば、環境情報を取得する。環境情報とは、人体301が存在する環境に関する情報である。環境は、例えば、時間帯(昼間・夜間,早朝・深夜など)、天候(晴・雨など)、気温、湿度などであるが、人体301が存在する部屋400の種類(寝室・居間)や方角(南向き・北向き)などでもよい。 The information acquisition unit 226 acquires, for example, environmental information. Environmental information is information about the environment in which the human body 301 is located. The environment may be, for example, the time of day (daytime/nighttime, early morning/late night, etc.), weather (sunny/rainy, etc.), temperature, humidity, etc., but may also include the type of room 400 in which the human body 301 is located (bedroom/living room) or direction (south-facing/north-facing), etc.

なお、同じ環境に複数の人(2つ以上の人体301)が存在し得る場合、情報取得部226は、人識別子を取得してもよい。詳しくは、例えば、メモリに、人を識別する人識別子と、当該人の特徴を示す特徴情報との組である組情報の集合(組情報群)が、予め記憶される。人識別子は、例えば、“1”,“2”等のIDであるが、名前やメールアドレスなど、人を識別し得る情報であれば何でもよい。人識別子と組になる特徴情報は、例えば、当該人の身長を示す身長情報である。ただし、特徴情報は、当該人の歩行速度を示す速度情報でもよいし、当該人を他の人と区別可能な特徴を示す情報であれば何でもよい。特徴情報自体を人識別子として用いてもよい。 Note that if multiple people (two or more human bodies 301) may be present in the same environment, the information acquisition unit 226 may acquire a person identifier. In more detail, for example, a collection of group information (group of group information) that pairs a person identifier that identifies a person with feature information that indicates the characteristics of that person is stored in memory in advance. The person identifier is, for example, an ID such as "1" or "2", but it can be any information that can identify a person, such as a name or email address. The feature information paired with the person identifier is, for example, height information that indicates the height of the person. However, the feature information may also be speed information that indicates the walking speed of the person, or any information that indicates a feature that can distinguish the person from others. The feature information itself may be used as the person identifier.

姿勢推定部223が人体301を検出すると、情報取得部226は、当該人体301の特徴情報を姿勢推定部223から取得し、当該取得した特徴情報と対になる人識別子を、メモリから読み出してもよい。 When the posture estimation unit 223 detects a human body 301, the information acquisition unit 226 may acquire feature information of the human body 301 from the posture estimation unit 223, and read from memory a person identifier paired with the acquired feature information.

なお、後述する自動制御用情報(図14参照)は、複数の人識別子ごとにカスタマイズされてもよい。 Note that the automatic control information (see Figure 14) described below may be customized for each of multiple person identifiers.

行動検出部224は、情報取得部226が取得した環境情報に更に基づいて、非操作行動を検出する。 The behavior detection unit 224 detects non-operation behavior based further on the environmental information acquired by the information acquisition unit 226.

このように、姿勢変化に加えて、環境情報も利用することで、非操作行動の検出精度の向上を図ることができる。 In this way, by using environmental information in addition to posture changes, the accuracy of detecting non-operational behavior can be improved.

(2-4-3a)自動制御、及び自動制御用情報
機器制御部225は、非操作行動に基づく機器200の制御を、例えば、図14に示すような、1つ以上(ここでは6つ)の自動制御用情報(自動制御用情報群)を用いて行う。自動制御情報群は、例えば、制御装置2のメモリに予め記憶されている。自動制御用情報群に基づく制御を、本実施形態では「自動制御」と称する。
(2-4-3a) Automatic Control and Automatic Control Information The device control unit 225 controls the device 200 based on the non-operation behavior, for example, by using one or more (six in this case) pieces of automatic control information (automatic control information group) as shown in FIG. 14. The automatic control information group is stored in advance in the memory of the control device 2, for example. In this embodiment, control based on the automatic control information group is referred to as "automatic control."

自動制御用情報群を構成する1つ以上の自動制御用情報の各々は、図14に示すように、状態変化、姿勢変化、環境、非操作行動、制御内容、及び制御ID、に関する情報を含む。具体的には、図14に示した6つの自動制御用情報のうち、1番目の自動制御情報は、状態変化“不在→在”、姿勢変化“-”、環境“-”、非操作行動“入室”、制御内容“照明通常点灯(明るさ5)”、及び制御ID“1”を含む。なお、“-”は、当該情報が含まれないことを示す情報である(以下同様)。 As shown in FIG. 14, each of the one or more pieces of automatic control information that make up the automatic control information group includes information regarding status changes, posture changes, environment, non-operational actions, control content, and control ID. Specifically, of the six pieces of automatic control information shown in FIG. 14, the first piece of automatic control information includes a status change of "absent to present," a posture change of "-," an environment of "-," a non-operational action of "entering the room," control content of "lights normally on (brightness 5)," and a control ID of "1." Note that "-" indicates that the relevant information is not included (the same applies below).

同様に、2番目の自動制御情報は、状態変化“-”、姿勢変化“立位→座位”、環境“昼間”、非操作行動“デスク作業”、制御内容“照明を明るくする(+2)”、及び制御ID“2”を含む。3番目の自動制御情報は、状態変化“-”、姿勢変化“立位→座位”、環境“夜間”、非操作行動“くつろぎ”、制御内容“TVオン”、及び制御ID“3”を含む。4番目の自動制御情報は、状態変化“-”、姿勢変化“立位又は座位→臥位”、環境“夜間”、非操作行動“就寝”、制御内容“消灯”、及び制御ID“4”を含む。5番目の自動制御情報は、状態変化“-”、姿勢変化“臥位→立位又は座位”、環境“深夜”、非操作行動“途中覚醒”、制御内容“照明暗点灯(明るさ2)”、及び制御ID“5”を含む。6番目の自動制御情報は、状態変化“-”姿勢変化“臥位→立位又は座位”、環境“朝”、非操作行動“起床”、制御内容“ブラインドオープン”、及び制御ID“6”を含む。 Similarly, the second automatic control information includes a status change of "-", a posture change of "standing to sitting", an environment of "daytime", a non-operational action of "desk work", a control content of "brighten the lights (+2)", and a control ID of "2". The third automatic control information includes a status change of "-", a posture change of "standing to sitting", an environment of "nighttime", a non-operational action of "relaxing", a control content of "TV on", and a control ID of "3". The fourth automatic control information includes a status change of "-", a posture change of "standing or sitting to lying down", an environment of "nighttime", a non-operational action of "sleeping", a control content of "lights off", and a control ID of "4". The fifth automatic control information includes a status change of "-", a posture change of "lying down to standing or sitting", an environment of "late night", a non-operational action of "waking up mid-evening", a control content of "lights dimmed (brightness 2)", and a control ID of "5". The sixth automatic control information includes a status change of "-", a posture change of "lying down → standing or sitting", an environment of "morning", a non-operational action of "getting up", a control content of "open blinds", and a control ID of "6".

(2-4-3b)手動制御
また、機器制御部225は、自動制御用情報を用いて行う制御(自動制御)を、機器200に対する操作(以下、単に「操作」と記す)に応じて行うことも可能である。操作に基づく制御を、本実施形態では「手動制御」と称する。
(2-4-3b) Manual Control The device control unit 225 can also perform control (automatic control) using the automatic control information in response to an operation (hereinafter simply referred to as an “operation”) on the device 200. Control based on an operation is referred to as “manual control” in this embodiment.

(2-4-4)履歴の蓄積及び学習
機器制御システム100は、履歴蓄積部227と、学習部228と、を更に備える。
(2-4-4) History Storage and Learning The device control system 100 further includes a history storage unit 227 and a learning unit 228.

(2-4-4a)履歴蓄積部
履歴蓄積部227は、制御履歴情報を蓄積する。制御履歴情報とは、機器制御部225が行った機器200の制御履歴に関する情報である。制御履歴情報は、例えば、自動制御履歴情報であるが、手動制御履歴情報でもよい。または、制御履歴情報は、自動制御履歴情報、及び手動制御履歴情報を含んでもよい。
(2-4-4a) History Accumulation Unit The history accumulation unit 227 accumulates control history information. The control history information is information relating to the control history of the device 200 performed by the device control unit 225. The control history information is, for example, automatic control history information, but may also be manual control history information. Alternatively, the control history information may include automatic control history information and manual control history information.

自動制御履歴情報とは、行動(例えば、非操作行動であるが、操作行動でもよい)に応じた機器200の制御履歴に関する情報である。自動制御履歴情報は、行動に基づく制御の制御内容を、制御が行われた時刻、環境情報、及び人識別子と関連付ける。 Automatic control history information is information about the control history of the device 200 in response to behavior (for example, non-operational behavior, but it can also be operational behavior). The automatic control history information associates the control content based on the behavior with the time the control was performed, environmental information, and a person identifier.

手動制御履歴情報とは、操作に応じた機器200の制御履歴に関する情報である。手動制御履歴情報は、操作に基づく機器200の制御内容を、操作が行われた時刻、環境情報、及び人識別子、のうち1つ以上の情報と関連付ける。 Manual control history information is information related to the control history of the device 200 in response to an operation. The manual control history information associates the control content of the device 200 based on an operation with one or more pieces of information including the time the operation was performed, environmental information, and a person identifier.

機器制御部225が機器200の制御を行うと、履歴蓄積部227は、例えば、図15に示すような制御履歴情報を、制御装置2のメモリに蓄積する。なお、制御履歴情報の蓄積先は、外部のメモリでもよい。 When the device control unit 225 controls the device 200, the history storage unit 227 stores control history information, such as that shown in FIG. 15, in the memory of the control device 2. Note that the control history information may also be stored in an external memory.

例えば、時刻9:02の時点で、機器制御部225が照明器具200aに対して3回の制御を実行済みである場合、制御装置2のメモリには、図15に示すような、3つの制御履歴情報が記憶されている。3つの制御履歴情報の各々は、履歴ID、時刻、制御ID、及び操作、に関する情報を含む。 For example, if the device control unit 225 has already performed three control operations on lighting fixture 200a at time 9:02, three pieces of control history information, as shown in FIG. 15, are stored in the memory of the control device 2. Each of the three pieces of control history information includes information related to the history ID, time, control ID, and operation.

図15に示した3つの制御履歴情報のうち1番目の制御履歴情報は、履歴ID“1”、時刻“9:00”、制御ID“1”、及び操作“-”を含む。2番目の制御履歴情報は、履歴ID“2”、時刻“9:01”、制御ID“2”、及び操作“-”を含む。3番目の制御履歴情報は、履歴ID“3”、時刻“9:02”、制御ID“-”、及び操作“照明をやや暗くする操作(-1)”を含む。 Of the three pieces of control history information shown in Figure 15, the first piece of control history information includes history ID "1", time "9:00", control ID "1", and operation "-". The second piece of control history information includes history ID "2", time "9:01", control ID "2", and operation "-". The third piece of control history information includes history ID "3", time "9:02", control ID "-", and operation "operation to dim the lights slightly (-1)".

なお、前述した自動制御履歴情報は、操作に関する情報が“-”のものであり、上記3つの制御履歴情報のうち、1番目及び2番目の制御履歴情報がこれに該当する。また、前述した手動制御履歴情報は、制御IDが“-”の情報であり、上記3つの制御履歴情報のうち、3番目の制御履歴情報がこれに該当する。 The aforementioned automatic control history information has operation information marked with "-", which corresponds to the first and second pieces of control history information among the three pieces of control history information mentioned above. The aforementioned manual control history information has a control ID marked with "-", which corresponds to the third piece of control history information among the three pieces of control history information mentioned above.

(2-4-5)学習部
学習部228は、自動制御履歴情報が示す時刻及び制御内容と、手動制御履歴情報が示す時刻及び操作とが、予め決められた更新条件を満たす場合に、自動制御用情報を更新する。
(2-4-5) Learning Unit The learning unit 228 updates the automatic control information when the time and control content indicated by the automatic control history information and the time and operation indicated by the manual control history information satisfy predetermined update conditions.

(2-4-5a)更新条件、及びそれに基づく自動制御用情報の更新
更新条件は、例えば、「一の機器に対して、非操作行動に基づく自動制御が行われた後、当該自動制御の制御内容を打ち消す操作が、予め決められた時間(例えば、2分)以内に受け付けられたこと」である。
(2-4-5a) Update conditions and updating of information for automatic control based thereon An update condition is, for example, "after automatic control based on non-operational behavior is performed on a device, an operation to cancel the control content of the automatic control is accepted within a predetermined time (for example, 2 minutes)."

図15の例では、2番目の制御履歴情報である自動制御情報が示す時刻“9:01”及び制御内容(すなわち、図14の制御ID“2”に対応する制御内容)“照明を明るくする(+2)”と、3番目の制御履歴情報である手動制御情報が示す時刻“9:03”及び操作“照明をやや暗くする操作(-1)”とが、上記更新条件を満たす。 In the example of Figure 15, the time "9:01" and control content (i.e., the control content corresponding to control ID "2" in Figure 14) "brighten the lights (+2)" indicated by the automatic control information, which is the second control history information, and the time "9:03" and operation "slightly dim the lights (-1)" indicated by the manual control information, which is the third control history information, satisfy the above update condition.

つまり、一の機器“照明器具200a”に対して、非操作行動“デスク作業”に基づく自動制御“照明を明るくする(+2)”が行われた後、当該自動制御の制御内容を打ち消す操作“照明をやや暗くする操作(-1)”が、2分以内に受け付けられたことから、学習部228は、更新条件が満たされたと判断する。そして、学習部228は、図14の6つの自動更新用情報のうち、制御ID“2”に対応する2番目の自動制御用情報を、例えば“照明をやや明るくする(+1)”に更新する。 In other words, after the automatic control "brighten the lights (+2)" based on the non-operational behavior "desk work" was performed on one device "lighting fixture 200a," an operation to cancel the automatic control "dimming the lights slightly (-1)" was received within two minutes, and therefore the learning unit 228 determines that the update condition has been met. Then, of the six pieces of automatic update information in FIG. 14, the learning unit 228 updates the second piece of automatic control information corresponding to control ID "2" to, for example, "dimming the lights slightly (+1)."

または、更新条件は、例えば「自動制御の内容とは異なる操作が、所定期間に所定回数以上(例えば、「1日に2回以上」、「1週間に3回以上」など)受け付けられたこと」でもよい。 Alternatively, the update condition may be, for example, "an operation different from the automatic control content has been received a specified number of times or more within a specified period (e.g., "more than twice a day," "more than three times a week," etc.)."

このように、非操作行動に応じた自動制御に関する履歴情報(自動制御履歴情)と、操作に応じた手動制御に関する履歴情報とを蓄積し、当該2つの履歴情報を基に、更新条件が満たされた場合に、自動制御用情報の更新を行うことで、学習機能の実現を図ることができる。 In this way, by accumulating history information regarding automatic control in response to non-operational behavior (automatic control history information) and history information regarding manual control in response to operation, and updating the automatic control information based on these two pieces of history information when the update conditions are met, it is possible to achieve a learning function.

(3)機器制御システムの具体例
本例の機器制御システム100は、図1に示すように、電波センサ1と、制御装置2と、を備える。電波センサ1と制御装置2とは、通信モジュールを各々有し、有線又は無線で通信可能に接続される。制御装置2は、プロセッサ及びメモリを更に有する。メモリにプログラム及び各種の情報が記憶され、プロセッサがメモリ内のプログラム等に基づいて動作(更に通信モジュールと協働)することにより、後述するような制御装置2の動作が実現される。なお、電波センサ1もプロセッサ及びメモリを有し、送受信動作や、制御装置2との通信等がプログラムの制御下で行われてもよい。
(3) Specific Example of Device Control System As shown in Fig. 1, the device control system 100 of this example includes a radio wave sensor 1 and a control device 2. The radio wave sensor 1 and the control device 2 each have a communication module and are connected to each other so that they can communicate with each other via wired or wireless communication. The control device 2 also has a processor and memory. Programs and various information are stored in the memory, and the processor operates based on the programs and the like in the memory (and cooperates with the communication module), thereby realizing the operation of the control device 2 as described below. Note that the radio wave sensor 1 may also have a processor and memory, and transmission and reception operations, communication with the control device 2, and the like may be performed under the control of a program.

電波センサ1は、図2に示すように、部屋400の天井に設けられる。制御装置2は、例えば、マルチリモコンであり、図2に示すように、部屋400の側壁に設けられる。 The radio wave sensor 1 is installed on the ceiling of the room 400 as shown in FIG. 2. The control device 2 is, for example, a multi-remote control, and is installed on a side wall of the room 400 as shown in FIG. 2.

制御装置2は、電波センサ1の出力に基づいて、部屋400内に存在する人体301の姿勢(立位、座位及び臥位)を推定する。そして、制御装置2は、推定した姿勢の変化に基づいて、人体301の非操作行動を検出し、検出結果に応じて複数の機器200(照明器具200a,TV200b及び電動ブラインド200c)を自動制御する。また、制御装置2は、タッチパネル等の操作デバイスを有し、操作に応じた複数の機器200の手動制御も行える。 The control device 2 estimates the posture (standing, sitting, or lying down) of the human body 301 present in the room 400 based on the output of the radio wave sensor 1. The control device 2 then detects non-operational behavior of the human body 301 based on changes in the estimated posture, and automatically controls multiple devices 200 (lighting fixtures 200a, TVs 200b, and electric blinds 200c) according to the detection results. The control device 2 also has an operation device such as a touch panel, and can manually control the multiple devices 200 according to operation.

制御装置2は、図2に示すように、受付部21と、処理部22と、出力部23とを備える。処理部22は、測距部221と、点配置部222と、姿勢推定部223と、行動検出部224と、機器制御部225と、情報取得部226と、履歴蓄積部227と、学習部228と、を備える。 As shown in FIG. 2, the control device 2 includes a reception unit 21, a processing unit 22, and an output unit 23. The processing unit 22 includes a distance measurement unit 221, a point placement unit 222, a posture estimation unit 223, a behavior detection unit 224, a device control unit 225, an information acquisition unit 226, a history accumulation unit 227, and a learning unit 228.

受付部21は、各種の情報を受け付ける。各種の情報とは、例えば、機器200に対する操作情報である。受付部21は、操作情報以外の情報、例えば、人体301の身長などの個人情報を受け付けてもよい。 The reception unit 21 receives various types of information. Examples of such information include operation information for the device 200. The reception unit 21 may also receive information other than operation information, such as personal information such as the height of the human body 301.

処理部22は、各種の処理を行う。各種の処理とは、例えば、測距部221の処理、点配置部222の処理、姿勢推定部223の処理、行動検出部224の処理、機器制御部225の処理、情報取得部226の処理、履歴蓄積部227の処理、及び学習部228の処理、などである。また、処理部22は、フローチャートで説明する各種の判断なども行う。 The processing unit 22 performs various types of processing. These types of processing include, for example, processing by the distance measurement unit 221, processing by the point placement unit 222, processing by the posture estimation unit 223, processing by the behavior detection unit 224, processing by the device control unit 225, processing by the information acquisition unit 226, processing by the history accumulation unit 227, and processing by the learning unit 228. The processing unit 22 also performs various judgments, which will be explained in the flowcharts.

詳しくは、処理部22は、例えば、保持処理と、取得処理と、位置特定処理と、人体推定処理と、配置処理と、を実行してもよい。処理部22は、これら一連の処理を、例えば、電波センサ1から位置特定可能情報が出力されるたびに実行するが、1フレームに対応する数の位置特定可能情報が出力されるたびに実行してもよい。 In more detail, the processing unit 22 may execute, for example, a holding process, an acquisition process, a position identification process, a human body estimation process, and a placement process. The processing unit 22 executes this series of processes, for example, every time position identification information is output from the radio wave sensor 1, but may also execute these processes every time the number of position identification information corresponding to one frame is output.

保持処理とは、電波センサ1が出力した位置特定可能情報を保持する処理である。取得処理とは、保持している複数の位置特定可能情報の間の差分を取得する処理である。位置特定処理とは、差分に基づいて、対象物群(301,302,200c)を構成する1つ以上の対象物(301,302,200c)のうち動く物(301,200c)の位置を特定し、特定した位置を示す位置情報を取得する処理である。人体推定処理とは、取得した位置情報が人体301及び人体301以外の動く物(例えば、電動ブラインド200c)のいずれに対応するかを、少なくとも差分の変化に基づいて推定する処理である。なお、本実施形態でいう変化とは、通常、時間の経過に伴う差分等の値の変化であり、「時間変化」といってもよい。ただし、変化は、例えば、空間内での位置に応じた値の変化(空間変化)であってもよい。 The retention process is a process of retaining the location-identifiable information output by the radio wave sensor 1. The acquisition process is a process of acquiring the difference between multiple pieces of retained location-identifiable information. The location determination process is a process of identifying the position of a moving object (301, 200c) among one or more objects (301, 302, 200c) constituting a group of objects (301, 302, 200c) based on the difference, and acquiring location information indicating the identified position. The human body estimation process is a process of estimating whether the acquired location information corresponds to a human body 301 or a moving object other than a human body 301 (e.g., electric blinds 200c) based at least on a change in the difference. Note that, in this embodiment, the change typically refers to a change in a value, such as a difference, over time, and may be referred to as a "temporal change." However, the change may also be, for example, a change in a value according to a position in space (spatial change).

配置処理とは、取得した位置情報が人体301に対応すると推定した場合に、取得した位置情報に対応する点を空間(三次元空間500)に仮想的に配置していく処理である。配置処理は、処理部22を構成する点配置部222によって実行される。 The placement process is a process in which, when it is estimated that the acquired position information corresponds to the human body 301, a point corresponding to the acquired position information is virtually placed in space (three-dimensional space 500). The placement process is performed by the point placement unit 222 that constitutes the processing unit 22.

本実施形態では特に、保持処理は、3個以上の位置特定可能情報を保持する。取得処理は、保持している3個以上の位置特定可能情報について、互いに異なる時間差の2個以上の差分、を取得する。位置特定処理は、取得した2個以上の差分に対応する2個以上の位置情報を取得する。人体推定処理は、取得した2個以上の位置情報の各々が人体301及び人体301以外の動く物(200c)のいずれに対応するかを推定する。配置処理は、取得した2個以上の位置情報のうち人体301に対応すると推定した位置情報、に対応する点を空間(500)に仮想的に配置していく。 In this embodiment in particular, the storage process stores three or more pieces of location-identifiable information. The acquisition process acquires two or more differences with different time differences for the three or more pieces of location-identifiable information stored. The location identification process acquires two or more pieces of location information corresponding to the two or more acquired differences. The human body estimation process estimates whether each of the two or more pieces of acquired location information corresponds to a human body 301 or a moving object (200c) other than a human body 301. The placement process virtually places in space (500) a point corresponding to the location information estimated to correspond to the human body 301 from the two or more pieces of acquired location information.

なお、配置処理は、人体推定処理の推計結果を受け、人体301であると推定した対象物に対応する点と、人体301以外の動く物(200c)であると推定した対象物に対応する点とを、出力部23を介して互いに区別可能に表示(例えば、異なる色、異なる大きさ等で表示)してもよい。 In addition, the placement process may receive the estimation results of the human body estimation process and display, via the output unit 23, points corresponding to objects estimated to be human bodies 301 and points corresponding to objects estimated to be moving objects (200c) other than human bodies 301 in a manner that allows them to be distinguished from one another (for example, by displaying them in different colors, different sizes, etc.).

また、本実施形態における処理部22は、機器制御処理を更に実行する。機器制御処理とは、空間(500)に配置されている複数の点の集合である点群501に少なくとも基づいて機器200を制御する処理である。人体推定処理は、点群501の分布に基づいて人体301の姿勢又は姿勢の変化を推定する。 In addition, the processing unit 22 in this embodiment further executes device control processing. The device control processing is processing for controlling the device 200 based at least on a point cloud 501, which is a collection of multiple points arranged in a space (500). The human body estimation processing estimates the posture or posture change of the human body 301 based on the distribution of the point cloud 501.

処理部22は、行動検出処理を更に実行してもよい。行動検出処理とは、推定した姿勢又は姿勢の変化に基づいて人体301に対応する人の行動を検出する処理である。機器制御処理は、例えば、検出した行動を基に機器200を制御する。 The processing unit 22 may further execute a behavior detection process. The behavior detection process is a process for detecting the behavior of a person corresponding to the human body 301 based on the estimated posture or posture change. The device control process, for example, controls the device 200 based on the detected behavior.

処理部22は、情報取得処理を更に実行してもよい。情報取得処理とは、人体301が存在する環境に関する環境情報を取得する処理である。人体推定処理は、情報取得処理が取得した環境情報に更に基づいて、行動を検出する。 The processing unit 22 may further execute information acquisition processing. The information acquisition processing is processing for acquiring environmental information related to the environment in which the human body 301 exists. The human body estimation processing detects behavior based on the environmental information acquired by the information acquisition processing.

機器制御処理は、行動に基づく機器200の制御を、例えば、予め記憶された自動制御用情報を用いて行う。 The device control process controls the device 200 based on behavior, for example, using pre-stored automatic control information.

処理部22は、履歴蓄積処理を更に実行してもよい。履歴蓄積処理とは、機器200の制御履歴に関する履歴情報を蓄積する処理である。履歴情報は、例えば、自動制御履歴情報である。または、履歴情報は、手動制御履歴情報であってもよい。履歴蓄積処理は、例えば、自動制御履歴情報及び手動制御履歴情報の両方を蓄積することが好ましいが、いずれか一方のみを蓄積してもよい。 The processing unit 22 may further execute a history accumulation process. The history accumulation process is a process of accumulating history information related to the control history of the device 200. The history information may be, for example, automatic control history information. Alternatively, the history information may be manual control history information. For example, the history accumulation process preferably accumulates both automatic control history information and manual control history information, but may also accumulate only one of them.

処理部22は、学習処理を更に実行してもよい。学習処理とは、手動制御履歴情報が示す時刻及び操作が、予め決められた更新条件を満たす場合に、自動制御用情報を更新する処理である。または、学習処理は、自動制御履歴情報が示す時刻及び制御内容と、手動制御履歴情報が示す時刻及び操作とが、予め決められた更新条件を満たす場合に、自動制御用情報を更新する処理であってもよい。 The processing unit 22 may further execute a learning process. The learning process is a process of updating the automatic control information when the time and operation indicated by the manual control history information satisfy predetermined update conditions. Alternatively, the learning process may be a process of updating the automatic control information when the time and control content indicated by the automatic control history information and the time and operation indicated by the manual control history information satisfy predetermined update conditions.

なお、電波センサ1は、「(10)機器制御システムの第2変形例」で説明する変換処理を実行し、処理部22は、「(10)機器制御システムの第2変形例」で説明する保持処理、差分取得処理、及び動体推定処理を実行してもよい。言い換えると、電波センサ1は、図16に示す変換部11を備え、処理部22は、図16に示す変換部11、保持部12、差分取得部13及び動体推定部14を備えていてもよい。 The radio wave sensor 1 may perform the conversion process described in "(10) Second Modified Example of Device Control System," and the processing unit 22 may perform the storage process, difference acquisition process, and moving object estimation process described in "(10) Second Modified Example of Device Control System." In other words, the radio wave sensor 1 may include the conversion unit 11 shown in FIG. 16, and the processing unit 22 may include the conversion unit 11, storage unit 12, difference acquisition unit 13, and moving object estimation unit 14 shown in FIG. 16.

出力部23は、各種の情報を出力する。各種の情報は、例えば、機器200への制御情報(例えば、リモコン信号)である。ここでの出力は、通常、機器200への送信であるが、ディスプレイへの表示なども含んでもよい。 The output unit 23 outputs various types of information. For example, the various types of information are control information (e.g., remote control signals) for the device 200. The output here is typically transmission to the device 200, but may also include display on a display.

(4)機器制御システムの動作例
機器制御システム100を構成する制御装置2は、例えば、図4~図6のフローチャートに従って動作する。
(4) Example of Operation of Device Control System The control device 2 constituting the device control system 100 operates, for example, according to the flowcharts of FIGS.

(4-1)全体処理
図4の処理は、機器制御システム100の起動に応じて開始され、動作停止に応じて終了される。
(4-1) Overall Processing The processing in FIG. 4 is started when the device control system 100 is started, and is ended when the operation is stopped.

最初に、制御装置2を構成する処理部22が、電波センサ1からFFT結果群が出力されたか否かを判断する(ステップS1)。FFT結果群が出力されていないと判断された場合、処理はステップS13に進む。 First, the processing unit 22 of the control device 2 determines whether an FFT result group has been output from the radio wave sensor 1 (step S1). If it is determined that an FFT result group has not been output, processing proceeds to step S13.

ステップS1でFFT結果群が出力されたと判断された場合、処理部22を構成する測距部221は、当該FFT結果群を保持する(ステップS2)。 If it is determined in step S1 that the FFT result group has been output, the distance measurement unit 221 constituting the processing unit 22 stores the FFT result group (step S2).

次に、測距部221は、(K+1)フレーム期間以上のFFT結果群が保持されているか否かを判断する(ステップS3)。(K+1)フレーム期間以上のFFT結果群が未だ保持されていないと判断された場合、処理はステップS1に戻る。 Next, the distance measurement unit 221 determines whether a set of FFT results for at least (K+1) frame periods has been stored (step S3). If it is determined that a set of FFT results for at least (K+1) frame periods has not yet been stored, processing returns to step S1.

ステップS3で(K+1)フレーム期間以上のFFT結果群が保持されていると判断された場合、測距部221は、一対多フレーム間差分取得処理を行う(ステップS4)。なお、一対多フレーム間差分取得処理については、図5のフローチャートにより説明する。 If it is determined in step S3 that a group of FFT results for at least (K+1) frame periods has been retained, the distance measurement unit 221 performs one-to-many frame difference acquisition processing (step S4). Note that the one-to-many frame difference acquisition processing will be explained using the flowchart in Figure 5.

次に、測距部221は、L個(又はK個)の差分(差分群)に対応するL個(又はK個)の測距結果(測距結果群)を取得する(ステップS5)。 Next, the distance measurement unit 221 acquires L (or K) distance measurement results (distance measurement result group) corresponding to the L (or K) differences (difference group) (step S5).

次に、点配置部222は、ステップS5で取得された測距結果群を基にL個(又はK個)の三次元座標(三次元座標群)を算出する(ステップS6)。 Next, the point placement unit 222 calculates L (or K) three-dimensional coordinates (a group of three-dimensional coordinates) based on the group of distance measurement results acquired in step S5 (step S6).

次に、点配置部222は、ステップS6で取得した三次元座標群に基づくL個(又はK個)の点(点群501)の三次元空間500への配置を行う(ステップS7)。 Next, the point placement unit 222 places L (or K) points (point group 501) in three-dimensional space 500 based on the three-dimensional coordinate group acquired in step S6 (step S7).

判定開始条件が満たされたか否かを判断する(ステップS8)。判定開始条件は、例えば、三次元空間500に所定数以上の点が配置されている、といった条件である。判定開始条件が未だ満たされていないと判断された場合、処理はステップS1に戻る。 It is determined whether the judgment start condition is met (step S8). The judgment start condition is, for example, a condition such that a predetermined number or more points are arranged in the three-dimensional space 500. If it is determined that the judgment start condition has not yet been met, processing returns to step S1.

ステップS8で判定開始条件が満たされたと判断された場合、姿勢推定部223は、姿勢推定処理を行う(ステップS9)。なお、姿勢推定処理については、図6のフローチャートにより説明する。 If it is determined in step S8 that the determination start condition is met, the posture estimation unit 223 performs posture estimation processing (step S9). The posture estimation processing will be explained using the flowchart in Figure 6.

次に、行動検出部224は、自動制御用情報(図14参照)を用いて、ステップS9での推定結果の変化等(例えば、状態変化、姿勢変化、環境)等に基づく非操作行動の検出を行う(ステップS10)。例えば、状態変化“不在→在”に応じて、非操作行動“入室”が検出される。また、姿勢変化“立位→座位”に応じて、環境(現在の時間帯)が昼間か夜間かが判断され、昼間の場合は非操作行動“デスク作業”が、夜間の場合は非操作行動“くつろぎ”が、それぞれ検出される。 Next, the behavior detection unit 224 uses the automatic control information (see FIG. 14) to detect non-operation behavior based on changes in the estimation results from step S9 (e.g., changes in status, posture, environment) (step S10). For example, in response to a status change from "absent to present," the non-operation behavior "entering" is detected. In addition, in response to a posture change from "standing to sitting," it is determined whether the environment (current time zone) is daytime or nighttime, and in the case of daytime, the non-operation behavior "desk work" is detected, and in the case of nighttime, the non-operation behavior "relaxing" is detected.

次に、機器制御部225は、ステップS10での非操作行動等の検出結果等に応じた機器制御(自動制御)を行う(ステップS11)。例えば、非操作行動“入室”の検出に応じて、照明器具200aを通常の明るさ(明るさ5)で点灯する自動制御(制御ID“1”の制御)が行われる。また、非操作行動“デスク作業”の検出に応じて、照明器具200aを明るくする(明るさ+2)自動制御(制御ID“2”の制御)が行われる。さらに、非操作行動“くつろぎ”の検出に応じて、TV200bをオンする自動制御(制御ID“3”の制御)が行われる。 Next, device control unit 225 performs device control (automatic control) in response to the detection results of the non-operation behavior, etc., in step S10 (step S11). For example, in response to the detection of the non-operation behavior "entering a room," automatic control (control with control ID "1") is performed to turn on lighting device 200a at normal brightness (brightness 5). In addition, in response to the detection of the non-operation behavior "desk work," automatic control (control with control ID "2") is performed to brighten lighting device 200a (brightness +2). In addition, in response to the detection of the non-operation behavior "relaxing," automatic control (control with control ID "3") is performed to turn on TV 200b.

次に、履歴蓄積部227は、ステップS11で行われた自動制御に関する自動制御履歴情報の蓄積を行う(ステップS12)。その後、処理はステップS1に戻る。 Next, the history accumulation unit 227 accumulates automatic control history information related to the automatic control performed in step S11 (step S12). After that, processing returns to step S1.

ステップS1でFFT結果群が未だ出力されていないと判断された場合、処理部22は、機器200に対する操作を受付部21が受け付けたか否かを判断する(ステップS13)。機器200に対する操作を受付部21が未だ受け付けていないと判断された場合、処理はステップS1に戻る。 If it is determined in step S1 that the FFT results have not yet been output, the processing unit 22 determines whether the reception unit 21 has received an operation on the device 200 (step S13). If it is determined that the reception unit 21 has not yet received an operation on the device 200, the processing returns to step S1.

ステップS13で機器200に対する操作を受付部21が受け付けたと判断された場合、機器制御部225は、当該操作に応じた機器制御(手動制御)を行う(ステップS14)。例えば、照明器具200aをやや暗くする操作(明るさ-1)が行われた場合、照明器具200aをやや暗くする手動制御が行われる。 If it is determined in step S13 that the reception unit 21 has received an operation on the device 200, the device control unit 225 performs device control (manual control) in accordance with the operation (step S14). For example, if an operation to slightly dim the lighting device 200a (brightness -1) is performed, manual control to slightly dim the lighting device 200a is performed.

次に、履歴蓄積部227は、ステップS14で行われた手動制御に関する手動制御履歴情報の蓄積を行う(ステップS15)。 Next, the history accumulation unit 227 accumulates manual control history information related to the manual control performed in step S14 (step S15).

次に、学習部228は、更新条件が満たされたか否かを判断する(ステップS16)。更新条件が未だ満たされてないと判断された場合、処理はステップS1に戻る。 Next, the learning unit 228 determines whether the update conditions have been met (step S16). If it is determined that the update conditions have not yet been met, processing returns to step S1.

更新条件が満たされたと判断された場合、履歴蓄積部227は、自動制御用情報の更新を行う(ステップS17)。例えば、図15に示すように、制御ID“2”の自動制御から1分後に、照明器具200aをやや暗くする手動制御が行われたことで、更新条件が満たされたと判断され、制御ID“2”の自動制御の制御内容が、「照明を明るくする(+1)」に更新される。その後、処理はステップS1に戻る。 If it is determined that the update conditions are met, the history accumulation unit 227 updates the automatic control information (step S17). For example, as shown in FIG. 15, one minute after the automatic control of control ID "2", manual control is performed to slightly dim lighting fixture 200a, and it is determined that the update conditions are met, and the control content of the automatic control of control ID "2" is updated to "brighten the lights (+1)." Processing then returns to step S1.

なお、図4の処理において、電波センサ1は、FFT結果群(位置特定可能情報)に代えて、3つ以上の受信用アンテナに対応する3つ以上のIF信号(出力信号)を出力し、処理部22が、出力された3つ以上のIF信号を基にFFT変換結果を取得てもよい。その場合、上記ステップS1では、処理部22は、3つ以上のIF信号の各々に対してFFT変換を行い、FFT変換結果を取得したか否かを判断すればよい。 In the processing of FIG. 4, the radio wave sensor 1 may output three or more IF signals (output signals) corresponding to three or more receiving antennas instead of a group of FFT results (location-identifying information), and the processing unit 22 may obtain an FFT transformation result based on the three or more output IF signals. In this case, in step S1 above, the processing unit 22 may perform an FFT transformation on each of the three or more IF signals and determine whether or not an FFT transformation result has been obtained.

(4-2)一対多フレーム間差分取得処理
上記ステップS4の一対多フレーム間差分取得処理は、例えば、図5のフローチャートに従って実行される。
(4-2) One-to-Many Frame Difference Acquisition Processing The one-to-many frame difference acquisition processing in step S4 is executed, for example, according to the flowchart of FIG.

処理部22は、変数iに初期値“1”をセットする(ステップS41)。 The processing unit 22 sets the initial value "1" to the variable i (step S41).

次に、処理部22は、変数iがKより大きいか否かを判断する(ステップS42)。変数iがKより大きいと判断された場合、処理はステップS45に進む。 Next, the processing unit 22 determines whether the variable i is greater than K (step S42). If it is determined that the variable i is greater than K, the processing proceeds to step S45.

ステップS42で変数iがKより大きくない(つまりK以下である)と判断された場合、測距部221は、現FFT結果群と、現FFT結果群より第i時間差(=i×T秒)前の第i先行FFT結果群と、の差分を取得し、取得した差分を変数“第i差分”にセットする(ステップS43)。 If it is determined in step S42 that the variable i is not greater than K (i.e., is equal to or less than K), the distance measurement unit 221 obtains the difference between the current FFT result group and the i-th preceding FFT result group, which is the i-th time difference (= i x T seconds) before the current FFT result group, and sets the obtained difference to the variable "i-th difference" (step S43).

次に、処理部22は、変数iをインクリメントする(ステップS44)。その後、処理は、ステップS42に戻る。 Next, the processing unit 22 increments the variable i (step S44). After that, the processing returns to step S42.

ステップS42で変数iがKより大きいと判断された場合、測距部221は、第1~第KのK個の差分(例えば、5個の差分ΔA1~ΔA5:一部のみ図11に図示)のうち、人体301の各種の動きに応じたL個の差分(例えば、3個の差分ΔA1,ΔA2及びΔA3:図11参照)を選出(ステップS45)。その後、処理は上位のフローチャート(図4参照)にリターンする。 If it is determined in step S42 that the variable i is greater than K, the distance measurement unit 221 selects L differences (e.g., three differences ΔA1, ΔA2, and ΔA3: see Figure 11) corresponding to various movements of the human body 301 from the first to Kth K differences (e.g., five differences ΔA1 to ΔA5: only some are shown in Figure 11) (step S45). Then, the process returns to the upper flowchart (see Figure 4).

(4-3)姿勢推定処理
上記ステップS9の姿勢推定処理は、例えば、図6のフローチャートに従って実行される。
(4-3) Attitude Estimation Processing The attitude estimation processing in step S9 is executed, for example, according to the flowchart of FIG.

姿勢推定部223は、三次元空間500に配置されている点群501に対してクラスタリングを行い、クラスタ群(CL,CL1,CL2:図12A~図12C参照)を取得する(ステップS91)。 The posture estimation unit 223 performs clustering on the point cloud 501 arranged in the three-dimensional space 500 to obtain a cluster group (CL, CL1, CL2: see Figures 12A to 12C) (step S91).

次に、姿勢推定部223は、ステップS91で取得したクラスタ群(CL,CL1,CL2)を囲む立体図形(直方体)502(図13A~図13C参照)を、三次元空間500に配置する(ステップS92)。 Next, the posture estimation unit 223 places a three-dimensional figure (rectangular parallelepiped) 502 (see Figures 13A to 13C) surrounding the cluster group (CL, CL1, CL2) acquired in step S91 in three-dimensional space 500 (step S92).

次に、姿勢推定部223は、ステップS92で配置した立体図形502の縦D・横W・高さKの比率(寸法比)を取得する(ステップS93)。 Next, the posture estimation unit 223 obtains the ratios (dimension ratios) of the length D, width W, and height K of the three-dimensional figure 502 placed in step S92 (step S93).

次に、姿勢推定部223は、ステップS91で取得したクラスタ群(CL,CL1,CL2)の分布(クラスタ分布)及び、ステップS93で取得した寸法比が臥位条件を満たしたか否かを判断する(ステップS94)。 Next, the posture estimation unit 223 determines whether the distribution (cluster distribution) of the cluster group (CL, CL1, CL2) obtained in step S91 and the dimensional ratio obtained in step S93 satisfy the supine position condition (step S94).

クラスタ分布及び寸法比が臥位条件を満たしたと判断した場合、姿勢推定部223は、変数“姿勢”に値“臥位”をセットする(ステップS95)。その後、処理は上位のフローチャート(図4参照)にリターンする。 If it is determined that the cluster distribution and size ratio satisfy the lying-down condition, the posture estimation unit 223 sets the variable "posture" to the value "lying-down" (step S95). The process then returns to the upper-level flowchart (see Figure 4).

クラスタ分布及び寸法比が臥位条件を満たしていないと判断した場合、姿勢推定部223は、クラスタ分布及び寸法比が座位条件を満たしたか否かを更に判断する(ステップS96)。 If it is determined that the cluster distribution and size ratio do not satisfy the lying position condition, the posture estimation unit 223 further determines whether the cluster distribution and size ratio satisfy the sitting position condition (step S96).

クラスタ分布及び寸法比が座位条件を満たしたと判断した場合、姿勢推定部223は、変数“姿勢”に値“座位”をセットする(ステップS97)。その後、処理は上位のフローチャート(図4参照)にリターンする。 If it is determined that the cluster distribution and size ratio satisfy the sitting position conditions, the posture estimation unit 223 sets the variable "posture" to the value "sitting position" (step S97). Then, the process returns to the upper-level flowchart (see Figure 4).

クラスタ分布及び寸法比が座位条件も満たしていないと判断した場合、姿勢推定部223は、変数“姿勢”に値“立位”をセットする(ステップS98)。その後、処理は上位のフローチャート(図4参照)にリターンする。 If it is determined that the cluster distribution and size ratio do not satisfy the sitting condition either, the posture estimation unit 223 sets the variable "posture" to the value "standing" (step S98). Then, the process returns to the upper-level flowchart (see Figure 4).

(5)人体姿勢推定方法、機器制御法、及びプログラム
本開示の人体姿勢推定機能は、人体姿勢推定方法、又はプログラムによって実現されてもよい。人体姿勢推定方法は、上記各種のステップのうち、少なくとも、ステップS2~S5(測距ステップ)と、ステップS6,S7(配置ステップ)と、ステップS9(姿勢推定ステップ)と、を備える。プログラムは、人体姿勢推定方法を1つ以上のプロセッサに実行させるためのプログラムである。
(5) Human Body Pose Estimation Method, Device Control Method, and Program The human body posture estimation function of the present disclosure may be realized by a human body posture estimation method or a program. The human body posture estimation method includes, among the various steps described above, at least steps S2 to S5 (ranging steps), steps S6 and S7 (placement steps), and step S9 (posture estimation step). The program is a program for causing one or more processors to execute the human body posture estimation method.

本開示の機器制御機能は、機器制御方法、又はプログラムによって実現されてもよい。機器制御方法は、測距ステップ、配置ステップ、及び姿勢推定ステップに加えて、ステップS10(行動検出ステップ)、及びステップS11(機器制御ステップ)を更に備える。プログラムは、機器制御方法を1つ以上のプロセッサに実行させるためのプログラムである。 The device control function of the present disclosure may be realized by a device control method or a program. The device control method further includes step S10 (behavior detection step) and step S11 (device control step) in addition to the ranging step, placement step, and posture estimation step. The program is a program for causing one or more processors to execute the device control method.

(6)非操作行動の変形例
非操作行動は、就寝及び起床に加えて、例えば、就寝後の入眠、及び起床前の目覚め、を更に含んでもよい。入眠及び目覚めは、例えば、体動の変化(停止及び開始)を基に検出できる。体動の停止は、例えば、閾値を超える大きさの体動が検出されない状態が、所定時間以上継続すること、であってもよい。体動の開始は、例えば、閾値を超える大きさの体動が検出される状態が、所定時間以上継続すること、であってもよい。
(6) Modified Examples of Non-Operational Behavior In addition to going to bed and waking up, non-operational behavior may further include, for example, falling asleep after going to bed and waking up before waking up. Falling asleep and waking up can be detected, for example, based on changes (stopping and starting) in body movement. Stopping body movement may be, for example, a state in which no body movement exceeding a threshold is detected continuing for a predetermined period of time or more. Starting body movement may be, for example, a state in which body movement exceeding a threshold is detected continuing for a predetermined period of time or more.

(7)各部の配置の変形例
本実施形態では、制御装置2が、測距部221、点配置部222、姿勢推定部223、行動検出部224、機器制御部225、情報取得部226、履歴蓄積部227及び学習部228を備えるが、これらの要素は、全て電波センサ1が備えてもよい。または、電波センサ1は、これらの要素のうち測距部221のみを備え、他の要素を制御装置2が備えていてもよい。または、制御装置2は、電波センサ1に内蔵されていてもよい。
(7) Modified Examples of Arrangement of Each Unit In this embodiment, the control device 2 includes the distance measurement unit 221, point placement unit 222, posture estimation unit 223, behavior detection unit 224, device control unit 225, information acquisition unit 226, history storage unit 227, and learning unit 228, but all of these elements may be included in the radio wave sensor 1. Alternatively, the radio wave sensor 1 may include only the distance measurement unit 221 out of these elements, and the other elements may be included in the control device 2. Alternatively, the control device 2 may be built into the radio wave sensor 1.

(8)機器制御システムの第1変形例:人体姿勢推定システム
この変形例では、図1に示した機器制御システム100において、機器制御機能に関わる要素である行動検出部224、機器制御部225、情報取得部226、履歴蓄積部227及び学習部228、が省略されたものである。このような機器制御システム100は、測距部221、点配置部222及び姿勢推定部223を少なくとも備えており、「人体姿勢推定システム100」と称されてもよい。
(8) First Modification of Device Control System: Human Body Pose Estimation System In this modification, the elements related to the device control function, i.e., the behavior detection unit 224, the device control unit 225, the information acquisition unit 226, the history accumulation unit 227, and the learning unit 228, are omitted from the device control system 100 shown in Fig. 1. This device control system 100 includes at least a distance measurement unit 221, a point placement unit 222, and a posture estimation unit 223, and may be referred to as a "human body posture estimation system 100."

また、人体姿勢推定システム100が、測距部221、点配置部222及び姿勢推定部223に加えて、行動検出部224、機器制御部225、情報取得部226、履歴蓄積部227及び学習部228を更に備えていてもよい。 Furthermore, the human body posture estimation system 100 may further include, in addition to the distance measurement unit 221, point placement unit 222, and posture estimation unit 223, a behavior detection unit 224, a device control unit 225, an information acquisition unit 226, a history storage unit 227, and a learning unit 228.

(9)差分取得の変形例:フレーム内差分
電波センサ1は、所定時間を1フレームとして、送受信動作を1フレームにN回(Nは4以上の整数)の周期で行い、1フレームにN個の位置特定可能情報を出力してもよい。処理部22は、1フレームに対応するN個の位置特定可能情報を少なくとも保持する。そして、処理部22は、保持している1フレーム以上に対応するN個以上の位置特定可能情報において、1フレームからフレームを代表する3個以上の位置特定可能情報(代表位置特定可能情報)を選出し、選出した3個以上の代表位置特定可能情報について、2個以上の差分を取得する。そして、処理部22は、1フレームを代表する3個以上の代表位置特定可能情報について取得した2個以上の差分を基に、2個以上の位置情報を取得してもよい。
(9) Variation of Difference Acquisition: Intra-Frame Difference The radio wave sensor 1 may perform transmission and reception operations N times (where N is an integer greater than or equal to 4) per frame, with one frame being a predetermined time, and output N pieces of location identifiable information per frame. The processing unit 22 holds at least N pieces of location identifiable information corresponding to one frame. The processing unit 22 then selects three or more pieces of location identifiable information (representative location identifiable information) representing one frame from the N or more pieces of location identifiable information held corresponding to one or more frames, and acquires two or more differences for the selected three or more representative location identifiable information. The processing unit 22 may then acquire two or more pieces of location information based on two or more differences acquired for the three or more representative location identifiable information representing one frame.

なお、本例において、処理部22は、1フレームの次の1フレームに対応するN個の位置特定可能情報を更に保持している。3個以上の代表位置特定可能情報について取得した2個以上の位置情報が、いずれも人体301以外の動く物(200c)に対応する場合に、処理部22は、1フレーム及び次の1フレームを新たな1フレームとする。そして、処理部22は、新たな1フレームに対応する2×N個の位置特定可能情報において、新たな1フレームを代表する3個以上の代表位置特定可能情報を選出し、選出した3個以上の代表位置特定可能情報について、2個以上の差分を取得する。処理部22は、このような新たな1フレームを代表する3個以上の代表位置特定可能情報について取得した2個以上の差分を基に、2個以上の位置情報を取得してもよい。 In this example, the processing unit 22 further stores N pieces of location identifiable information corresponding to the frame following the first frame. When two or more pieces of location information acquired for three or more pieces of representative location identifiable information all correspond to a moving object (200c) other than a human body 301, the processing unit 22 treats the first frame and the next frame as a new frame. Then, from the 2 x N pieces of location identifiable information corresponding to the new frame, the processing unit 22 selects three or more representative location identifiable information representing the new frame, and obtains two or more differences for the selected three or more pieces of representative location identifiable information. The processing unit 22 may obtain two or more pieces of location information based on the two or more differences obtained for the three or more representative location identifiable information representing such a new frame.

(10)機器制御システムの第2変形例:動体推定システムを含む機器制御システム
なお、この変形例では、実施形態での既出事項に関する説明は、省略又は簡略化している場合がある。
(10) Second Modification of Device Control System: Device Control System Including Moving Object Estimation System In this modification, the explanation of the matters already mentioned in the embodiment may be omitted or simplified.

本変形例における機器制御システム100は、図16に示すように、動体推定システム100Aと、機器制御装置2Bとを含む。動体推定システム100Aは、電波センサ1と、動体推定装置2Aとを備える。動体推定装置2Aは、変換部11と、保持部12と、差分取得部13と、動体推定部14と、点配置部222と、を備える。動体推定部14は、測距部221と、姿勢推定部223と、行動検出部224と、を備える。機器制御装置2Bは、機器制御部225と、情報取得部226と、履歴蓄積部227と、学習部228と、を備える。 As shown in FIG. 16, the device control system 100 in this modified example includes a moving object estimation system 100A and a device control device 2B. The moving object estimation system 100A includes a radio wave sensor 1 and a moving object estimation device 2A. The moving object estimation device 2A includes a conversion unit 11, a storage unit 12, a difference acquisition unit 13, a moving object estimation unit 14, and a point placement unit 222. The moving object estimation unit 14 includes a distance measurement unit 221, a posture estimation unit 223, and a behavior detection unit 224. The device control device 2B includes a device control unit 225, an information acquisition unit 226, a history accumulation unit 227, and a learning unit 228.

なお、図16の例では、動体推定装置2Aが変換部11を備えるが、変換部11は、電波センサ1に内蔵されていてもよいし、電波センサ1と動体推定装置2Aとの間に介在してもよい。前述した実施形態では、図示はしていないが、変換部11が電波センサ1に内蔵されている。 In the example of FIG. 16, the moving object estimation device 2A includes a conversion unit 11, but the conversion unit 11 may be built into the radio wave sensor 1 or may be located between the radio wave sensor 1 and the moving object estimation device 2A. In the embodiment described above, although not shown, the conversion unit 11 is built into the radio wave sensor 1.

また、図16の例では、動体推定装置2Aと機器制御装置2Bとは別体であるが、一体的に構成されていてもよい。さらに、図16では省略しているが、動体推定システム100Aは、通常、受付部21、処理部22(例えば、動体推定装置2A側の第1処理部、及び機器制御装置2B側の第2処理部)、及び出力部23(図1参照)を更に含む。 In the example of Figure 16, the moving object estimation device 2A and the equipment control device 2B are separate entities, but they may also be configured as an integrated unit. Furthermore, although omitted from Figure 16, the moving object estimation system 100A typically further includes a reception unit 21, a processing unit 22 (e.g., a first processing unit on the moving object estimation device 2A side and a second processing unit on the equipment control device 2B side), and an output unit 23 (see Figure 1).

(10-1)電波センサ
動体推定システム100Aを構成する電波センサ1は、所定の方式で変調された電波である送信波Trを実空間(例えば、図2に示した部屋400の内部:以下、「実空間(400)と記す」)に向けて送信し、実空間(400)からの反射波Reを受信して、送信波Tr及び反射波Reに基づく出力信号を出力する送受信動作を行う。
(10-1) Radio wave sensor The radio wave sensor 1 constituting the moving object estimation system 100A transmits a transmission wave Tr, which is a radio wave modulated in a predetermined manner, toward a real space (for example, the inside of the room 400 shown in FIG. 2 ; hereinafter, referred to as “real space (400)”), receives a reflected wave Re from the real space (400), and performs a transmission/reception operation to output an output signal based on the transmission wave Tr and the reflected wave Re.

送受信動作は、実施形態でのものと同様、所定の周期で行う繰り返し(つまり、定期的に)行われるが、不定期に行われてもよい。 As in the embodiment, the transmission and reception operations are performed repeatedly at a predetermined cycle (i.e., periodically), but may also be performed irregularly.

なお、実施形態における電波センサ1は、FFT結果群等の位置特定可能情報を出力したが、この変形例における電波センサ1は、IF信号等の出力信号を出力する。出力信号から位置特定可能情報への変換は、電波センサ1の外部(例えば、動体推定装置2Aを構成する変換部11)で行われる。 Note that while the radio wave sensor 1 in the embodiment outputs position-identifying information such as FFT results, the radio wave sensor 1 in this modified example outputs an output signal such as an IF signal. Conversion of the output signal into position-identifying information is performed outside the radio wave sensor 1 (for example, by a conversion unit 11 constituting the moving object estimation device 2A).

(10-1-1)出力信号
出力信号は、例えば、FMCW方式で変調された電波の場合は、送信波Trに対する反射波Reの同一時刻における周波数差Δfを示す信号(IF信号:図3参照)である。ただし、出力信号は、周波数差Δfから求められる、送信波Trと反射波Reとの時間差Δtを示す信号でもよい。なお、パルス変調方式で変調された電波の場合も、出力信号は、送信波Trと反射波Reとの時間差Δtを示す信号でよい。
(10-1-1) Output Signal In the case of radio waves modulated by the FMCW method, for example, the output signal is a signal (IF signal: see FIG. 3) indicating the frequency difference Δf between the transmitted wave Tr and the reflected wave Re at the same time. However, the output signal may also be a signal indicating the time difference Δt between the transmitted wave Tr and the reflected wave Re, which is calculated from the frequency difference Δf. Note that in the case of radio waves modulated by the pulse modulation method, the output signal may also be a signal indicating the time difference Δt between the transmitted wave Tr and the reflected wave Re.

(10-1-2)変調方式
所定の方式、つまり電波の変調方式は、本例ではFMCW方式であるが、例えば、パルス変調方式でもよいし、結果として位置特定可能情報が取得されるものであれば、どの方式でもよい。
(10-1-2) Modulation Method The predetermined method, i.e., the radio wave modulation method, is the FMCW method in this example, but it may also be, for example, a pulse modulation method, or any method that results in the acquisition of location-identifiable information.

(10-2)動体推定装置
動体推定装置2Aを構成する変換部11は、変換処理を行う。変換処理とは、電波センサ1が出力した出力信号を位置特定可能情報に変換する処理である。変換処理は、例えば、出力信号の一種であるIF信号に対してフーリエ変換を施す処理である。フーリエ変換は、例えばFFTであるが、STFT(short-time Fourier transform)などでもよい。
(10-2) Moving Object Estimation Device The conversion unit 11 constituting the moving object estimation device 2A performs conversion processing. The conversion processing is processing for converting the output signal output by the radio wave sensor 1 into position identifiable information. The conversion processing is, for example, processing for performing a Fourier transform on an IF signal, which is one type of output signal. The Fourier transform is, for example, an FFT, but may also be an STFT (short-time Fourier transform) or the like.

位置特定可能情報とは、実空間(400)に存在する1つ以上の対象物(人体301,電動ブラインド200c,静止物302)の各々の位置を特定可能な情報であり、例えば、実施形態で説明したFFT結果群であるが、これに限らない。 Location-identifiable information is information that can identify the position of one or more objects (human body 301, electric blinds 200c, stationary object 302) present in real space (400), such as, but not limited to, the FFT results described in the embodiment.

保持部12は、保持処理を行う。本例における保持処理とは、変換処理が変換した位置特定可能情報を保持する処理である。位置特定可能情報は、例えば、動体推定装置2Aが有するメモリに書き込まれ、所定の期間(例えば、1フレーム期間、3フレーム期間など)に渡ってメモリ内で保持される。 The storage unit 12 performs a storage process. In this example, the storage process is a process of storing the position identifiable information converted by the conversion process. The position identifiable information is written, for example, to a memory possessed by the moving object estimation device 2A, and stored in the memory for a predetermined period (for example, one frame period, three frame periods, etc.).

差分取得部13は、差分取得処理を行う。差分取得処理とは、保持処理が保持している複数の位置特定可能情報の間の差分を取得する処理である。 The difference acquisition unit 13 performs difference acquisition processing. This processing acquires the differences between multiple pieces of location-identifiable information stored in the storage processing.

動体推定部14は、動体推定処理を行う。動体推定処理とは、動体に関する推定を行うための処理である。動体推定処理は、例えば、差分取得処理が取得した差分に基づいて、1つ以上の対象物の各々が動体であるか、動かない物(静止物302)であるかを推定し、動体(人体301,電動ブラインド200c)であると推定した対象物の位置を特定し、特定した位置を示す動体位置情報を取得する処理である。 The moving object estimation unit 14 performs moving object estimation processing. Moving object estimation processing is processing for making estimations regarding moving objects. For example, the moving object estimation processing is processing for estimating whether each of one or more objects is a moving object or a non-moving object (stationary object 302) based on the differences acquired by the difference acquisition processing, identifying the position of an object estimated to be a moving object (human body 301, electric blinds 200c), and acquiring moving object position information indicating the identified position.

点配置部222は、点配置処理を行う。点配置処理とは、動体推定処理が取得した動体位置情報に対応する点を実空間(400)に対応する仮想空間(例えば、実施形態における三次元空間500)に仮想的に配置していく処理である。点配置処理は、例えば、実施形態で点配置部222の動作として説明した多点配置等の処理であってもよい。 The point placement unit 222 performs point placement processing. Point placement processing is processing in which points corresponding to the moving object position information acquired by the moving object estimation processing are virtually placed in a virtual space (e.g., three-dimensional space 500 in the embodiment) corresponding to the real space (400). The point placement processing may be, for example, processing such as multi-point placement described as the operation of the point placement unit 222 in the embodiment.

そして、本例における差分取得処理は、保持処理が保持している3個以上の位置特定可能情報について、互いに異なる時間差の2個以上の差分、を取得する。動体推定処理は、差分取得処理が取得した2個以上の差分に対応する2個以上の動体位置情報を取得する。点配置処理は、動体推定処理が取得した2個以上の動体位置情報に対応する2個以上の点を仮想空間(500)に仮想的に配置していく。 The difference acquisition process in this example acquires two or more differences with different time differences for the three or more pieces of position identifiable information stored in the storage process. The moving object estimation process acquires two or more pieces of moving object position information corresponding to the two or more differences acquired by the difference acquisition process. The point placement process virtually places two or more points in virtual space (500) corresponding to the two or more pieces of moving object position information acquired by the moving object estimation process.

ここで、「2個以上の点を仮想空間(500)に仮想的に配置」することは、動体推定処理が取得した2個以上の動体位置情報に対応する2個以上の点のうち、「全部の点を配置する場合」と、「一部の点しか配置しない」(言い換えると、少なくとも1個の点を配置する)場合と、を含み、さらには「1個の点も配置しない場合」も含み得る。 Here, "virtually placing two or more points in virtual space (500)" includes the case where "all points are placed" and the case where "only some points are placed" (in other words, at least one point is placed) of the two or more points corresponding to the two or more pieces of moving object position information acquired by the moving object estimation process, and may also include the case where "not a single point is placed."

ただし、「1個の点も配置しない場合」は除外されてもよく、そのような点配置処理は、動体推定処理が取得した2個以上の動体位置情報に対応する2個以上の点「の全部又は一部」を仮想空間(500)に仮想的に配置する。つまり、2個以上の点の全部が人体301以外の動く物と判断されても、例えば、当該2個以上の点うち一の代表点(いずれか1つの点、または、当該2個以上の点に対応する2個以上の動体位置情報、の平均値に対応する一の点など)を配置してもよい。 However, cases in which "not a single point is placed" may be excluded, and such point placement processing virtually places in the virtual space (500) "all or part" of two or more points corresponding to two or more pieces of moving object position information acquired by the moving object estimation processing. In other words, even if all of the two or more points are determined to be moving objects other than a human body 301, for example, one representative point of the two or more points (such as any one point or a point corresponding to the average value of the two or more pieces of moving object position information corresponding to the two or more points) may be placed.

なお、動体推定処理が取得した2個以上の動体位置情報に対応する2個以上の点の全部を常に配置する場合は、本例で行うような、動体が人体301か人体301以外の動く物か(動体位置情報が、人体301に対応する情報か、人体301以外の動く物に対応する情報か)の判断は不要となる。 Note that if all of the two or more points corresponding to the two or more pieces of moving body position information acquired by the moving body estimation process are always positioned, there is no need to determine whether the moving body is a human body 301 or a moving object other than a human body 301 (whether the moving body position information corresponds to a human body 301 or a moving object other than a human body 301), as is done in this example.

本例では、取得された2個以上の動体位置情報の各々について上記の判断が行われ、人体301に対応する情報であると判断された場合に、その動体位置情報に対応する点が配置される。従って、個々の判断結果によって、2個以上の動体位置情報に対応する2個以上の点のうち、全部の点が配置される場合と、一部の点しか配置されない(少なくとも1個の点は配置される)場合と、1個の点も配置されない場合と、があり得る。 In this example, the above judgment is made for each of the two or more pieces of moving object position information acquired, and if it is judged that the information corresponds to a human body 301, a point corresponding to that moving object position information is placed. Therefore, depending on the individual judgment results, there may be cases where all of the two or more points corresponding to the two or more pieces of moving object position information are placed, where only some of the points are placed (at least one point is placed), or where no points are placed.

加えて、例えば、判断対象となる動体位置情報が、有効な判断結果を得ることが見込めない情報である場合に、判断対象から除外される結果、一部の点しか配置されないか、1個の点も配置されない可能性もある。本例では、例えば、動体位置情報に対応する反射波Reの受信強度等の情報に基づいて、動体推定処理が取得した2個以上の動体位置情報の各々について上記判断の対象にするか否かを判定し、対象にすると判定した動体位置情報についてのみ上記判断を行ってもよい。 In addition, for example, if the moving object position information to be judged is information that is unlikely to yield a valid judgment result, it may be excluded from the judgment, resulting in only some points or no points being placed. In this example, for example, based on information such as the reception strength of the reflected wave Re corresponding to the moving object position information, it may be determined whether or not each of two or more moving object position information acquired by the moving object estimation process should be subject to the above judgment, and the above judgment may be made only for the moving object position information that has been judged to be subject.

(10-2-1)点配置の詳細
点配置処理は、例えば、動体のうち、人体301に対応する点のみ(つまり、2個以上の点の一部)を配置してもよい。つまり、人体301以外の動く物に対応する点は、配置されなくてもよい。ただし、人体301以外の動く物に対応する点も(つまり、2個以上の点の全部が)配置されてもよい。
(10-2-1) Details of Point Placement In the point placement process, for example, only the point corresponding to the human body 301 among the moving objects (i.e., some of the two or more points) may be placed. In other words, points corresponding to moving objects other than the human body 301 may not be placed. However, points corresponding to moving objects other than the human body 301 may also be placed (i.e., all of the two or more points).

なお、点配置処理は、例えば、動体のうち、人体301、及び人体301以外の生体(ペット等の体:不図示)、に対応する点を配置してもよい。つまり、生体以外の動体に対応する点は、配置対象から除外してもよい。 Note that the point placement process may, for example, place points corresponding to the human body 301 and living bodies other than the human body 301 (such as the bodies of pets: not shown) among the moving bodies. In other words, points corresponding to moving bodies other than living bodies may be excluded from placement targets.

こうして、3個以上の位置特定可能情報について、互いに異なる時間差の2個以上の差分を取得することで、仮想空間(500)に配置する点の数の増加(点群501の多点化)が期待できる。その結果、点群501が人体301等動体に対応するか、静止物302に対応するかの判断をより的確に行えるようになり、電波センサ1を用いた動体に関する推定の精度向上が図られる。 In this way, by obtaining two or more differences with different time differences for three or more pieces of location-identifying information, it is possible to expect an increase in the number of points placed in the virtual space (500) (increasing the number of points in the point cloud 501). As a result, it becomes possible to more accurately determine whether the point cloud 501 corresponds to a moving object such as a human body 301 or a stationary object 302, thereby improving the accuracy of estimations regarding moving objects using the radio wave sensor 1.

また、こうして動体に関する推定の精度向上が図られる結果、電波センサ1を用いた機器200の制御の実現性(例えば、後述する機器制御装置2Bの制御精度)の向上が図られる。 Furthermore, as a result of improving the accuracy of estimations regarding moving objects in this way, the feasibility of controlling the device 200 using the radio wave sensor 1 (for example, the control accuracy of the device control device 2B described below) is improved.

(10-2-2)動体位置情報に関する推定:動体は人体か、人体以外の動く物か
動体は、人体301及び人体301以外の動く物のいずれかである。人体301以外の動く物とは、例えば、電動で開閉する電動ブラインド200cであるが、移動しながら掃除する掃除ロボットなど、動く物体であれば何でもよい。人体301以外の動く物は、人以外の生体(例えば、人が飼っているペット)の体も含んでもよい。
(10-2-2) Estimation of Moving Object Position Information: Is the Moving Object a Human Body or a Moving Object Other Than a Human Body? The moving object is either the human body 301 or a moving object other than the human body 301. The moving object other than the human body 301 is, for example, the electric blinds 200c that open and close electrically, but it may be any moving object, such as a cleaning robot that cleans while moving. The moving object other than the human body 301 may also include the body of a living organism other than a human (for example, a pet kept by a person).

動体推定処理は、取得した2個以上の動体位置情報の各々が人体301及び人体301以外の動く物(200c)のいずれに対応するかを、少なくとも差分の変化に基づいて更に推定する。点配置処理は、動体推定処理が取得した2個以上の動体位置情報のうち、動体推定処理が人体301に対応すると推定した動体位置情報、に対応する点を、仮想空間(500)に仮想的に配置していく。つまり、人体推定処理が人体301以外の動く物に対応すると推定した動体位置情報、に対応する点は、配置対象から除外される。 The moving object estimation process further estimates whether each of the two or more pieces of moving object position information acquired corresponds to a human body 301 or a moving object (200c) other than a human body 301, based at least on the change in the difference. The point placement process virtually places in the virtual space (500) points corresponding to moving object position information that the moving object estimation process estimates to correspond to a human body 301, out of the two or more pieces of moving object position information acquired by the moving object estimation process. In other words, points corresponding to moving object position information that the human body estimation process estimates to correspond to a moving object other than a human body 301 are excluded from placement targets.

このように、動体推定システム100Aでは、人体301に関する推定を行う場合に、3個以上の位置特定可能情報について、互いに異なる時間差の2個以上の差分を取得することで、人体301の各種の動き(例えば、体動、呼吸微動、手足動など:図11参照)の検出が可能となり、人体301に関する推定の精度向上を図ることができる。 In this way, when making an estimation regarding the human body 301, the moving object estimation system 100A obtains two or more differences with different time differences for three or more pieces of position-identifying information, making it possible to detect various movements of the human body 301 (e.g., body movement, slight breathing movements, hand and foot movements, etc.: see Figure 11), thereby improving the accuracy of estimation regarding the human body 301.

(10-2-3)動体位置情報に関する推定の変形例:人体以外の動く物は生体か、生体以外の動く物か
人体301以外の動く物は、例えば、人体301以外の生体(例えば、人が飼うペット等の生き物の体:不図示)及び生体以外の動く物(電動ブラインド200c等)のいずれか、であってもよい。
(10-2-3) Variant of estimation regarding moving object position information: whether the moving object other than a human body is a living organism or a moving object other than a living organism. The moving object other than the human body 301 may be, for example, either a living organism other than the human body 301 (for example, the body of a living creature such as a pet kept by a person: not shown) or a moving object other than a living organism (such as electric blinds 200c).

この場合、点配置処理は、生体に対応する点を仮想空間(500)に配置する。つまり、生体以外の動体に対応する点は、配置対象から除外される。 In this case, the point placement process places points corresponding to living bodies in the virtual space (500). In other words, points corresponding to moving objects other than living bodies are excluded from placement targets.

本例における機器制御処理(後述)は、生体に対応する点群501が検出された場合(例えば、人又はペットが入室した場合)に、例えば、照明器具を点灯する、エアコンをオンする等の制御を行ってもよい。 In this example, the device control process (described below) may perform control such as turning on lighting fixtures or turning on the air conditioner when a point cloud 501 corresponding to a living organism is detected (for example, when a person or pet enters a room).

さらに、動体推定処理は、仮想空間(500)内の複数の点の分布(クラスタCLの形状等)を基に、仮想空間(500)内の複数の点を、人体301に対応する点群501と、人以の生体に対応する点群501と、に区別してもよい。 Furthermore, the moving object estimation process may distinguish the multiple points in the virtual space (500) into a point cloud 501 corresponding to the human body 301 and a point cloud 501 corresponding to a non-human living body based on the distribution of the multiple points in the virtual space (500) (such as the shape of the cluster CL).

そして、機器制御処理は、点群501が人体301に対応するか、人体301以外の生体(例えば、ペット)に対応するかで、異なる機器制御を行ってもよい。詳しくは、機器制御処理は、例えば、人体301に対応する点群501が検出された場合にテレビをオンする一方、人体301以外の生体(ペット)に対応する点群501が検出されてもテレビをオンしない、といった制御を行ってもよい。こうして、対象物が人体301か、人体301以外の生体かで異なる機器制御を行うことで、人とペットとの共生環境の快適化、さらには快適化及び省エネルギー化の両立を図ることができる。 The device control process may perform different device control depending on whether the point cloud 501 corresponds to a human body 301 or a living organism other than a human body 301 (for example, a pet). In more detail, the device control process may perform control such that the television is turned on when point cloud 501 corresponding to a human body 301 is detected, but the television is not turned on even when point cloud 501 corresponding to a living organism other than a human body 301 (a pet) is detected. In this way, by performing different device control depending on whether the target object is a human body 301 or a living organism other than a human body 301, it is possible to create a more comfortable environment for people and pets to coexist, and even to achieve both comfort and energy savings.

(10-2-4)反射波の受信強度を考慮した推定
動体推定処理は、取得した2個以上の動体位置情報の各々が人体301及び人体301以外の動く物(200c)のいずれに対応するかを、差分の変化に加えて、動体位置情報に対応する反射波Reの受信強度、及び受信強度の変化、の少なくとも一方に更に基づいて推定する。
(10-2-4) Estimation taking into account the reception strength of reflected waves The moving object estimation process estimates whether each of the two or more acquired moving object position information corresponds to a human body 301 or a moving object (200c) other than a human body 301 based on at least one of the reception strength of the reflected wave Re corresponding to the moving object position information and the change in the reception strength, in addition to the change in the difference.

こうして、差分の変化に加えて、反射波Reの受信強度及び受信強度の変化の少なくとも一方をも利用することで、動体(301,200c)が人体301か人体301以外の動く物(200c)か、に関する推定精度の向上が図られる。 In this way, by utilizing at least one of the received intensity and the change in received intensity of the reflected wave Re in addition to the change in the difference, it is possible to improve the accuracy of estimating whether the moving object (301, 200c) is a human body 301 or a moving object (200c) other than a human body 301.

(10-2-5)点群に関する推定
動体推定処理は、点群501が全体として、人体301に対応するか、人体301以外の動く物(200c)に対応するかを、点群501の分布及び分布の変化の少なくとも一方に更に基づいて推定する。こうして、仮想空間(500)に配置されている点群501の分布及び分布の変化の少なくとも一方をも利用することで、動体(301,200c)が人体301か人体301以外の動く物(200c)か、に関する推定の精度向上を図ることができる。
(10-2-5) Estimation of Point Clouds The moving object estimation process estimates whether the point cloud 501 as a whole corresponds to the human body 301 or to a moving object (200c) other than the human body 301, further based on at least one of the distribution and a change in the distribution of the point cloud 501. In this way, by also using at least one of the distribution and a change in the distribution of the point cloud 501 arranged in the virtual space (500), it is possible to improve the accuracy of estimation as to whether the moving object (301, 200c) is the human body 301 or a moving object (200c) other than the human body 301.

(10-2-6)フレーム間差分
電波センサ1は、所定時間を1フレームとして、送受信動作を1フレームにN回(Nは1以上の整数)の周期で行う。これにより、電波センサ1からは、1フレームにN個の位置特定可能情報が出力される。保持処理は、3フレーム以上に対応する3×N個以上の位置特定可能情報を保持する。差分取得処理は、保持処理が保持している3フレーム以上に対応する3×N個以上の位置特定可能情報において、3フレーム以上の各々からフレームを代表する一の代表位置特定可能情報を選出する。そして、差分取得処理は、選出した3個以上の代表位置特定可能情報について、2個以上の差分を取得する。動体推定処理は、3フレーム以上をそれぞれ代表する3個以上の代表位置特定可能情報について取得した2個以上の差分を基に、2個以上の動体位置情報を取得する。
(10-2-6) Inter-Frame Difference The radio wave sensor 1 performs transmission and reception operations N times (N is an integer equal to or greater than 1) per frame, with a predetermined time being one frame. As a result, N pieces of location identifiable information are output from the radio wave sensor 1 per frame. The storage process stores 3×N or more pieces of location identifiable information corresponding to three or more frames. The difference acquisition process selects one piece of representative location identifiable information representing each of the three or more frames from the 3×N or more pieces of location identifiable information corresponding to three or more frames stored in the storage process. The difference acquisition process then acquires two or more differences for the selected three or more pieces of representative location identifiable information. The moving object estimation process acquires two or more pieces of moving object location information based on two or more differences acquired for three or more pieces of representative location identifiable information representing each of the three or more frames.

これにより、3フレーム以上の間で、3個以上の代表位置特定可能情報を選出し、選出した3個以上の代表位置特定可能情報について、2個以上の差分を取得できる。 This allows three or more pieces of representative location-identifying information to be selected over three or more frames, and two or more differences to be obtained for the three or more selected pieces of representative location-identifying information.

(10-2-7)フレーム内差分
電波センサ1は、所定時間を1フレームとして、送受信動作を1フレームにN回(Nは3以上の整数)の周期で行い、1フレームにN個以上の出力信号を出力する。変換処理は、1フレームに出力されるN個以上の出力信号の各々を位置特定可能情報に変換する。保持処理は、1フレームに対応するN個の位置特定可能情報を少なくとも保持する。
(10-2-7) Intra-Frame Difference The radio wave sensor 1 performs transmission and reception operations N times (N is an integer equal to or greater than 3) per frame, with a predetermined time being one frame, and outputs N or more output signals per frame. The conversion process converts each of the N or more output signals output per frame into location-identifiable information. The retention process retains at least the N pieces of location-identifiable information corresponding to one frame.

差分取得処理は、保持処理が保持している1フレーム以上に対応するN個以上の位置特定可能情報において、1フレームからフレームを代表する3個以上の代表位置特定可能情報を選出する。そして、差分取得処理は、選出した3個以上の代表位置特定可能情報について、2個以上の差分を取得する。動体推定処理は、1フレームを代表する3個以上の代表位置特定可能情報について取得した2個以上の差分を基に、2個以上の動体位置情報を取得する。 The difference acquisition process selects three or more representative pieces of location identifiable information representing one frame from the N or more pieces of location identifiable information corresponding to one or more frames held by the holding process. The difference acquisition process then acquires two or more differences for the three or more selected pieces of representative location identifiable information. The moving object estimation process acquires two or more pieces of moving object location information based on the two or more differences acquired for the three or more pieces of representative location identifiable information representing one frame.

これにより、1フレーム内において、3個以上の代表位置特定可能情報を選出し、選出した3個以上の代表位置特定可能情報について、2個以上の差分を取得できる。 This allows three or more pieces of representative location-identifying information to be selected within one frame, and two or more differences to be obtained for the three or more selected pieces of representative location-identifying information.

(10-2-7a)フレームの結合
保持処理は、1フレームの次の1フレームに対応するN個の位置特定可能情報を更に保持している。3個以上の代表位置特定可能情報について動体推定処理が取得した2個以上の動体位置情報が、いずれも人体301以外の動く物(200c)に対応する場合に、差分取得処理は、1フレーム及び次の1フレームを新たな1フレームとする。そして、差分取得処理は、新たな1フレームに対応する2×N個の位置特定可能情報において、新たな1フレームを代表する3個以上の代表位置特定可能情報を選出し、選出した3個以上の代表位置特定可能情報について、2個以上の差分を取得する。動体推定処理は、新たな1フレームを代表する3個以上の代表位置特定可能情報について差分取得処理が取得した2個以上の差分を基に、2個以上の動体位置情報を取得する。
(10-2-7a) Frame Combination The holding process further holds N pieces of location identifiable information corresponding to the frame following the first frame. When two or more pieces of moving object location information acquired by the moving object estimation process for three or more pieces of representative location identifiable information all correspond to moving objects (200c) other than the human body 301, the difference acquisition process treats the first frame and the next frame as a new frame. Then, the difference acquisition process selects three or more pieces of representative location identifiable information representing the new frame from the 2×N pieces of location identifiable information corresponding to the new frame, and acquires two or more differences for the selected three or more pieces of representative location identifiable information. The moving object estimation process acquires two or more pieces of moving object location information based on the two or more differences acquired by the difference acquisition process for the three or more pieces of representative location identifiable information representing the new frame.

これにより、1フレーム内で2個以上の差分を取得できない場合には、次の1フレームとで新たな1フレームを構成し、新たな1フレーム内で2個以上の差分の取得を図ることができる。 As a result, if two or more differences cannot be obtained within one frame, a new frame can be created with the next frame, and two or more differences can be obtained within the new frame.

(10-2-8)動体推定の具体例
(10-2-8a)一のアンテナによる一次元位置の特定
電波センサ1は、反射波Reを受信する少なくとも一のアンテナを有する。出力信号は、一回の送受信動作に対して、送信波Tr及び一のアンテナが受信した反射波Reを基に生成されるIF信号である。IF信号は、送信波Tr及び反射波Reの間の周波数差を示す信号であり、送信波Tr及び反射波Reのミキシングによって生成される。
(10-2-8) Specific Examples of Moving Object Estimation (10-2-8a) Identifying One-Dimensional Position Using One Antenna The radio wave sensor 1 has at least one antenna that receives reflected waves Re. The output signal is an IF signal generated based on the transmitted waves Tr and the reflected waves Re received by the one antenna for one transmission/reception operation. The IF signal is a signal that indicates the frequency difference between the transmitted waves Tr and the reflected waves Re, and is generated by mixing the transmitted waves Tr and the reflected waves Re.

変換処理は、フーリエ変換処理である。フーリエ変換処理とは、IF信号にフーリエ変換を施す処理である。位置特定可能情報は、フーリエ変換処理のフーリエ変換結果である。保持処理は、一のアンテナに対応する複数のフーリエ変換結果を保持する。 The transform process is a Fourier transform process. The Fourier transform process is a process in which a Fourier transform is performed on an IF signal. The location-identifying information is the Fourier transform result of the Fourier transform process. The storage process stores multiple Fourier transform results corresponding to one antenna.

動体推定処理は、測距処理を含む。本例における測距処理は、一のアンテナに対応する複数のフーリエ変換結果の間の差分を基に、一のアンテナから、動体(301,200c)であると推定した対象物までの距離を測距する処理である。動体位置情報は、測距処理の測距結果に基づく一次元の位置情報である。 The moving object estimation process includes a ranging process. In this example, the ranging process is a process of measuring the distance from one antenna to an object estimated to be a moving object (301, 200c) based on the difference between multiple Fourier transform results corresponding to one antenna. The moving object position information is one-dimensional position information based on the ranging results of the ranging process.

これにより、FMCW方式で変調した電波を用いる電波センサ1で、動体(301,200c)に関する推定(動体推定処理)を行う際の、精度向上を図ることができる。また、反射波Reを受信するアンテナが1つしかなくても、動体(301,200c)までの距離の測距(一次元位置の特定)の精度向上を少なくとも図ることができる。 This allows for improved accuracy when making estimates (moving object estimation processing) regarding moving objects (301, 200c) using the radio wave sensor 1, which uses radio waves modulated using the FMCW method. Furthermore, even if there is only one antenna for receiving the reflected wave Re, it is possible to at least improve the accuracy of measuring the distance to the moving object (301, 200c) (determining its one-dimensional position).

(10-2-8b)複数のアンテナによる二次元位置又は三次元位置の特定
電波センサ1は、反射波Reを受信する複数のアンテナを有する。電波センサ1からは、一回の送受信動作に対して、複数のアンテナに対応する複数のIF信号が出力される。このような複数のアンテナの各々について、変換部11が変換処理を、保持部12が保持処理を、差分取得部13が差分取得処理を、動体推定部14が測距処理を含む動体推定処理を、それぞれ行う。
(10-2-8b) Identifying Two-Dimensional or Three-Dimensional Position Using Multiple Antennas The radio wave sensor 1 has multiple antennas that receive reflected waves Re. Multiple IF signals corresponding to the multiple antennas are output from the radio wave sensor 1 for each transmission/reception operation. For each of these multiple antennas, the converter 11 performs a conversion process, the holder 12 performs a storage process, the difference acquirer 13 performs a difference acquisition process, and the moving object estimator 14 performs a moving object estimation process including a ranging process.

位置特定可能情報は、複数のアンテナに対応する複数のフーリエ変換結果からなるフーリエ変換結果群である。保持処理は、複数のフーリエ変換結果群を保持する。動体推定処理は、複数のフーリエ変換結果群の間の、複数のアンテナごとの差分を基に、複数のアンテナの各々から、動体(301,200c)であると推定した対象物までの距離、を測距する複数の測距処理を含む。動体位置情報は、複数の測距処理に対応する複数の測距結果に基づく二次元又は三次元の位置情報である。 The location-identifiable information is a group of Fourier transform results consisting of multiple Fourier transform results corresponding to multiple antennas. The storage process stores the multiple Fourier transform result groups. The moving object estimation process includes multiple ranging processes that measure the distance from each of the multiple antennas to an object estimated to be a moving object (301, 200c) based on the differences between the multiple Fourier transform result groups for each of the multiple antennas. The moving object position information is two-dimensional or three-dimensional position information based on multiple ranging results corresponding to the multiple ranging processes.

これにより、動体(301,200c)の二次元位置(例えば、二次元の仮想空間500における二次元座標、又は方向及び距離の組、など)、又は三次元位置(例えば、三次元の仮想空間500における三次元座標、又は方向及び距離の組、など)を特定する動体推定処理の精度向上を図ることができる。 This improves the accuracy of the moving object estimation process, which identifies the two-dimensional position (e.g., two-dimensional coordinates in the two-dimensional virtual space 500, or a set of direction and distance, etc.) or three-dimensional position (e.g., three-dimensional coordinates in the three-dimensional virtual space 500, or a set of direction and distance, etc.) of the moving object (301, 200c).

(10-2-9)動体推定方法及びプログラム
本例における動体推定方法は、実施形態で説明した各種のステップのうち、ステップS1(変換ステップ)と、ステップS2(保持ステップ)と、ステップS4(差分取得ステップ)と、ステップS5及びS6(動体推定ステップ)と、ステップS7(点配置ステップ)と、を少なくとも備える。プログラムは、この動体推定方法を1つ以上のプロセッサに実行させる。
(10-2-9) Moving object estimation method and program The moving object estimation method in this example includes at least step S1 (conversion step), step S2 (storage step), step S4 (difference acquisition step), steps S5 and S6 (moving object estimation step), and step S7 (point placement step) among the various steps described in the embodiment. The program causes one or more processors to execute this moving object estimation method.

(10-3)機器制御装置
機器制御装置2Bを構成する機器制御部225は、仮想空間(500)に配置されている複数の点の集合である点群501に少なくとも基づいて機器200を制御する機器制御処理を行う。こうして、電波センサ1で動体(301,200c)に対応する点群501を取得し、取得した点群501を基に機器200を制御することで、電波センサ1を用いた機器200の制御の実現を図ることができる。
(10-3) Device Control Device The device control unit 225 constituting the device control device 2B performs device control processing to control the device 200 based at least on a point cloud 501, which is a collection of multiple points arranged in a virtual space (500). In this way, the radio wave sensor 1 acquires the point cloud 501 corresponding to the moving object (301, 200c), and the device 200 is controlled based on the acquired point cloud 501, thereby realizing control of the device 200 using the radio wave sensor 1.

特に、人体301に対応する点群501を取得し、取得した点群501を基に機器200を制御することで、人体301の位置や動きに基づく機器200の制御の実現を図ることができる。 In particular, by acquiring a point cloud 501 corresponding to the human body 301 and controlling the device 200 based on the acquired point cloud 501, it is possible to achieve control of the device 200 based on the position and movement of the human body 301.

(10-3-1)姿勢推定及び行動検出
動体推定装置2Aによる動体推定処理は、姿勢推定処理を含む。姿勢推定処理とは、人体301の姿勢を推定する処理である。姿勢推定処理は、例えば、点群501の分布(図12A~図13C)に基づいて人体301の姿勢を推定する。姿勢推定処理は、具体的には、例えば、実施形態で図6を用いて説明した処理であってもよい。
(10-3-1) Posture Estimation and Behavior Detection The moving object estimation process by the moving object estimation device 2A includes a posture estimation process. The posture estimation process is a process for estimating the posture of the human body 301. The posture estimation process estimates the posture of the human body 301 based on, for example, the distribution of the point cloud 501 (FIGS. 12A to 13C). Specifically, the posture estimation process may be, for example, the process described in the embodiment using FIG. 6.

行動検出部224は、行動検出処理を実行する。本例における行動検出処理とは、姿勢推定処理が推定した姿勢又は姿勢の変化に基づいて、人体301に対応する人の行動を検出する処理である。本例における機器制御処理は、行動検出処理が検出した行動を基に機器200を制御する。 The behavior detection unit 224 executes behavior detection processing. In this example, the behavior detection processing is processing for detecting the behavior of a person corresponding to the human body 301 based on the posture or posture change estimated by the posture estimation processing. In this example, the device control processing controls the device 200 based on the behavior detected by the behavior detection processing.

こうして、点群501の分布を基に人体301の姿勢又は姿勢変化を推定し、推定結果を基に人体301に対応する人の行動を検出し、検出結果を基に機器200を制御することで、人体301の姿勢ひいては人の行動に基づく機器200の制御の実現を図ることができる。 In this way, the posture or posture changes of the human body 301 are estimated based on the distribution of the point cloud 501, the human behavior corresponding to the human body 301 is detected based on the estimation results, and the device 200 is controlled based on the detection results, thereby achieving control of the device 200 based on the posture of the human body 301 and, ultimately, the human behavior.

(10-3-2)環境情報の取得
情報取得部226は、情報取得処理を実行する。前述したように、情報取得処理とは、人体301が存在する環境に関する環境情報を取得する処理である。動体推定処理は、情報取得処理が取得した環境情報に更に基づいて行動を検出する。
(10-3-2) Acquisition of Environmental Information The information acquisition unit 226 executes information acquisition processing. As described above, the information acquisition processing is processing for acquiring environmental information related to the environment in which the human body 301 exists. The moving object estimation processing detects behavior based on the environmental information acquired by the information acquisition processing.

こうして、姿勢又は姿勢変化に加えて、環境情報も利用することで、行動の検出精度ひいては機器200の制御精度の向上を図ることができる。 In this way, by using environmental information in addition to posture or posture changes, the accuracy of behavior detection and, ultimately, the accuracy of control of the device 200 can be improved.

(10-3-3)自動制御用情報を用いた機器制御
機器制御処理は、行動に基づく機器200の制御を、予め記憶された自動制御用情報を用いて行う。これにより、行動に基づく機器200の制御を、自動制御用情報を用いて自動的に行うことができる。
(10-3-3) Device Control Using Automatic Control Information The device control process controls the device 200 based on behavior using pre-stored automatic control information. This allows the device 200 to be automatically controlled based on behavior using the automatic control information.

(10-3-4)自動制御履歴情報の蓄積
本例における履歴蓄積部227は、履歴蓄積処理を実行する。本例における履歴蓄積処理は、自動制御履歴情報を蓄積する。こうして自動制御履歴情報を蓄積することで、自動制御履歴情報に基づく学習処理が可能となり、ひいては自動制御履歴情報を利用した制御精度の向上を図ることが可能になる。また、自動制御履歴情報は、前述したように、行動に基づく機器200の制御内容を、時刻、環境情報、及び人識別子、のうち1つ以上の情報と関連付ける。これにより、個々の人に適した制御が行える。
(10-3-4) Accumulation of Automatic Control History Information The history accumulation unit 227 in this example executes a history accumulation process. The history accumulation process in this example accumulates automatic control history information. Accumulating automatic control history information in this manner enables learning processing based on the automatic control history information, and ultimately makes it possible to improve control accuracy using the automatic control history information. Furthermore, as described above, the automatic control history information associates the behavior-based control content of the device 200 with one or more pieces of information from the time, environmental information, and person identifier. This allows control suited to each individual person.

(10-3-5)手動制御履歴情報の更なる蓄積
履歴蓄積処理は、手動制御履歴情報を更に蓄積する。手動制御履歴情報とは、機器200に対する操作に基づく機器200の制御履歴に関する情報である。操作は、例えば、前述したような、照明の明るさを調整する操作などであり、リモコン等の操作デバイスを介して受け付けられる。こうして、手動制御履歴情報を更に蓄積することで、自動及び手動の2種類の制御履歴情報を利用した制御精度の向上を図ることが可能になる。
(10-3-5) Further Accumulation of Manual Control History Information The history accumulation process further accumulates manual control history information. The manual control history information is information about the control history of the device 200 based on operations on the device 200. The operations are, for example, operations to adjust the brightness of lighting, as described above, and are accepted via an operating device such as a remote control. In this way, by further accumulating manual control history information, it becomes possible to improve control accuracy by utilizing two types of control history information, automatic and manual.

例えば、蓄積している自動制御履歴情報及び手動制御履歴情報を基に、着席の検出に応じて照明を明るくする自動制御が実行されてから一定時間以内(例えば、1分以内)に、その制御内容を打ち消す操作(例えば、照明を暗くする操作)が行われないこと(以下、「黙認的無行動」と記す)、が所定期間に所定回数以上(例えば、1週間に3回以上)検知された場合に、その制御内容が適正であると学習する、といった学習処理を繰り返すことで、制御精度の向上を図ることができる。 For example, based on the accumulated automatic control history information and manual control history information, if an operation to cancel the automatic control (e.g., dim the lights) is not performed within a certain time (e.g., within one minute) after automatic control to brighten the lights in response to the detection of seating is executed (hereinafter referred to as "tacit inaction") a predetermined number of times or more within a predetermined period (e.g., three or more times in one week), the system will learn that the control is appropriate, thereby improving control accuracy.

ただし、上記のような学習処理は、自動制御履歴情報のみを蓄積し、手動制御履歴情報を蓄積しなくても実現可能である。例えば、自動制御履歴情報の蓄積を行いながら、リアルタイムな操作情報を基に、黙認的無行動が所定期間に所定回数以上(例えば、1週間に3回以上)検知されたか否かの判定を行い、黙認的無行動が所定期間に所定回数以上検知された場合に、その制御内容が適正であると学習する学習処理を繰り返してもよい。 However, the above-described learning process can be realized by accumulating only automatic control history information, without accumulating manual control history information. For example, while accumulating automatic control history information, a determination can be made based on real-time operation information as to whether tacit inaction has been detected a predetermined number of times or more in a predetermined period (e.g., three or more times per week), and if tacit inaction has been detected a predetermined number of times or more in a predetermined period, the learning process can be repeated to learn that the control content is appropriate.

または、自動制御履歴情報を蓄積せず、手動制御履歴情報のみを蓄積してもよい。例えば、蓄積している手動制御履歴情報を基に、着席の検出から一定時間以内(例えば、1分以内)に照明を明るくする操作が受け付けられたこと、が所定期間に所定回数以上(例えば、1週間に3回以上)検知された場合に、“着席の検出に応じて照明を明るくする”という制御内容を自動制御情報に登録する、といった処理を繰り返すことで、照明の明るさの自動制御に関する制御精度の向上や、自動制御の内容の多様化、等を図ることができる。 Alternatively, only manual control history information may be stored without storing automatic control history information. For example, based on the stored manual control history information, if an operation to brighten the lights is received within a certain time period (e.g., within one minute) after detecting that someone is seated is detected a predetermined number of times or more within a predetermined period (e.g., three or more times per week), the control content "brighten the lights in response to the detection of someone seated" is registered in the automatic control information. By repeating this process, it is possible to improve the control accuracy of automatic control of lighting brightness and diversify the content of automatic control.

また、手動制御履歴情報は、前述したように、操作に基づく機器200の制御内容を、時刻、環境情報、及び人識別子、のうち1つ以上の情報と関連付ける。学習部228は、例えば、制御履歴情報が示す時刻及び操作が、予め決められた更新条件を満たす場合に、自動制御用情報を更新する学習処理を実行する。このような自動制御履歴情報を利用した学習処理によって、個々の人の行動に適した制御の可能化を図ることが可能になる。 As described above, the manual control history information associates the control content of the device 200 based on operations with one or more pieces of information from the time, environmental information, and person identifier. The learning unit 228 executes a learning process to update the automatic control information, for example, when the time and operation indicated by the control history information satisfy predetermined update conditions. This learning process using automatic control history information makes it possible to achieve control that is suited to the behavior of each individual person.

(10-3-6)自動制御用情報の更新
または、学習部228は、情報が示す時刻及び制御内容と、機器200に対する操作に基づく機器200の制御履歴に関する手動制御履歴情報が示す時刻及び操作とが、予め決められた更新条件を満たす場合に、自動制御用情報を更新する学習処理を実行してもよい。このような、自動及び手動の2種類の制御履歴情報を利用した学習処理によって、個々の人の行動及び操作に適した制御の可能化を図ることが可能になる。
(10-3-6) Updating of Automatic Control Information Alternatively, the learning unit 228 may execute a learning process to update the automatic control information when a predetermined update condition is satisfied between the time and control content indicated by the information and the time and operation indicated by manual control history information regarding the control history of the device 200 based on operations on the device 200. Such a learning process using two types of control history information, automatic and manual, makes it possible to achieve control suited to the behavior and operation of each individual person.

(10-3-7)クラスタリング
本例における仮想空間(500)は、実施形態におけるものと同様、三次元空間500である。動体推定処理は、点群501に対してクラスタリングを行うことにより1つ以上のクラスタ(CL,CL1,CL2)の集合であるクラスタ群(CL,CL1,CL2)を取得し、クラスタ群(CL,CL1,CL2)の三次元空間500における分布に基づいて、人体301の姿勢を推定する。これにより、クラスタ群(CL,CL1,CL2)の分布を基に、人体301の姿勢を精度よく推定できる。
(10-3-7) Clustering The virtual space (500) in this example is a three-dimensional space 500, similar to that in the embodiment. The moving object estimation process performs clustering on the point cloud 501 to obtain a cluster group (CL, CL1, CL2), which is a set of one or more clusters (CL, CL1, CL2), and estimates the posture of the human body 301 based on the distribution of the cluster group (CL, CL1, CL2) in the three-dimensional space 500. This makes it possible to accurately estimate the posture of the human body 301 based on the distribution of the cluster group (CL, CL1, CL2).

(10-3-8)姿勢の推定
動体推定処理は、クラスタ群(CL,CL1,CL2)を囲む立体図形502の縦、横及び高さに関する比率に基づいて、人体301の姿勢を推定する。これにより、クラスタ群(CL,CL1,CL2)を囲む立体図形502の縦D、横W及び高さHに関する比率を基に、人体301の姿勢を精度よく、かつ簡易に推定できる。
(10-3-8) Posture Estimation The moving object estimation process estimates the posture of the human body 301 based on the ratios of the length, width, and height of the three-dimensional figure 502 that surrounds the cluster group (CL, CL1, CL2). This makes it possible to accurately and easily estimate the posture of the human body 301 based on the ratios of the length D, width W, and height H of the three-dimensional figure 502 that surrounds the cluster group (CL, CL1, CL2).

(10-3-9)行動の検出
行動検出処理は、姿勢推定処理が推定した姿勢又は姿勢の変化に少なくとも基づいて、人体301の機器200に対する操作とは異なる行動である非操作行動を検出する。機器制御処理は、検出した非操作行動に少なくとも基づいて機器200を制御する。こうして、非操作行動(例えば、日常行動といった、機器200の操作を意図しない行動)を基に機器200を制御することで、機器200に対する意図的な操作なしでの機器制御(操作レス機器制御)を可能化できる。
(10-3-9) Detection of Behavior The behavior detection process detects a non-operation behavior, which is a behavior different from an operation of the human body 301 on the device 200, based at least on the posture or a change in posture estimated by the posture estimation process. The device control process controls the device 200 based at least on the detected non-operation behavior. In this way, by controlling the device 200 based on the non-operation behavior (for example, a behavior that does not intend to operate the device 200, such as a daily activity), it is possible to control the device 200 without intentionally operating the device 200 (operation-less device control).

(10-3-10)機器制御方法及びプログラム
機器制御方法は、電波センサ1を用いて、動く物である動体(人体301,電動ブラインド200c)に関する推定を行い、推定結果に基づいて機器200を制御する機器制御方法である。電波センサ1は、所定の方式で変調された電波である送信波Trを実空間(部屋400の内部)に向けて送信し、実空間(400)からの反射波Reを受信して、送信波Tr及び反射波Reに基づく出力信号を出力する送受信動作を行う。機器制御方法は、変換ステップ(S1)と、保持ステップ(S2)と、差分取得ステップ(S4)と、動体推定ステップ(S5,S6)と、点配置ステップ(S7)と、機器制御ステップ(S11)と、を備える。変換ステップ(S1)は、電波センサ1が出力した出力信号を、実空間(400)に存在する1つ以上の対象物(301,200c,静止物302の各々の位置を特定可能な位置特定可能情報に変換する変換処理を行う。保持ステップ(S2)は、変換処理が変換した位置特定可能情報を保持する保持処理を行う。差分取得ステップ(S4)は、保持処理が保持している複数の位置特定可能情報の間の差分を取得する差分取得処理を行う。動体推定ステップ(S5,S6)は、差分取得処理が取得した差分に基づいて、1つ以上の対象物の各々が動体であるか動かない物(302)であるかを推定し、動体(301,200c)であると推定した対象物の位置を特定し、特定した位置を示す動体位置情報を取得する動体推定処理を行う。点配置ステップ(S7)は、動体推定処理が取得した動体位置情報に対応する点を実空間(400)に対応する仮想空間(500)に仮想的に配置していく点配置処理を行う。機器制御ステップ(S11)は、仮想空間(500)に配置されている複数の点の集合である点群501に少なくとも基づいて機器200を制御する。プログラムは、この機器制御方法を1つ以上のプロセッサに実行させる。
(10-3-10) Device Control Method and Program The device control method uses a radio wave sensor 1 to make an estimation regarding a moving object (a human body 301, an electric blind 200c), and controls the device 200 based on the estimation results. The radio wave sensor 1 performs a transmission/reception operation of transmitting a transmission wave Tr, which is a radio wave modulated using a predetermined method, toward a real space (the interior of a room 400), receiving a reflected wave Re from the real space (400), and outputting an output signal based on the transmission wave Tr and the reflected wave Re. The device control method includes a conversion step (S1), a holding step (S2), a difference acquisition step (S4), a moving object estimation step (S5, S6), a point arrangement step (S7), and a device control step (S11). The conversion step (S1) performs a conversion process to convert the output signal output by the radio wave sensor 1 into position-identifiable information that can identify the position of each of one or more objects (301, 200c, stationary object 302) present in the real space (400). The storage step (S2) performs a storage process to store the position-identifiable information converted by the conversion process. The difference acquisition step (S4) performs a difference acquisition process to acquire differences between the multiple pieces of position-identifiable information stored in the storage process. The moving object estimation steps (S5, S6) determine whether each of the one or more objects is a moving object or a stationary object based on the differences acquired in the difference acquisition process. The method performs a moving object estimation process to estimate whether the object is a moving object (302), identify the position of the object estimated to be a moving object (301, 200c), and acquire moving object position information indicating the identified position. The point arrangement step (S7) performs a point arrangement process to virtually arrange points corresponding to the moving object position information acquired by the moving object estimation process in a virtual space (500) corresponding to the real space (400). The device control step (S11) controls the device 200 based at least on a point cloud 501, which is a collection of multiple points arranged in the virtual space (500). The program causes one or more processors to execute this device control method.

(11)まとめ
本開示の第1の態様に係る動体推定システム(100,100A)は、電波センサ(1)によって、動く物である動体(人体301,電動ブラインド200c)に関する推定を行う動体推定システム(100,100A)である。動体推定システム(100,100A)は、電波センサ(1)と、変換部(11)と、保持部(12)と、差分取得部(13)と、動体推定部(14)と、点配置部(222)と、を備える。電波センサ(1)は、所定の方式で変調された電波である送信波(Tr)を実空間(部屋400の内部)に向けて送信し、実空間(400)からの反射波(Re)を受信して、送信波(Tr)及び反射波(Re)に基づく出力信号を出力する送受信動作を行う。変換部(11)は、電波センサ(1)が出力した出力信号を、実空間(400)に存在する1つ以上の対象物(301,200c,静止物302)の各々の位置を特定可能な位置特定可能情報に変換する変換処理を行う。保持部(12)は、変換処理が変換した位置特定可能情報を保持する保持処理を行う。差分取得部(13)と、保持処理が保持している複数の位置特定可能情報の間の差分を取得する差分取得処理を行う。動体推定部(14)は、差分取得処理が取得した差分に基づいて、1つ以上の対象物の各々が動体であるか動かない物(302)であるかを推定し、動体(301,200c)であると推定した対象物の位置を特定し、特定した位置を示す動体位置情報を取得する動体推定処理を行う。点配置部(222)は、動体推定処理が取得した動体位置情報に対応する点を実空間(400)に対応する仮想空間(500)に仮想的に配置していく点配置処理を行う。差分取得処理は、保持処理が保持している、互いに異なる時点での3個以上の位置特定可能情報について、互いに異なる時間差の2個以上の差分、を取得する。動体推定処理は、差分取得処理が取得した2個以上の差分に対応する2個以上の動体位置情報を取得する。点配置処理は、動体推定処理が取得した、互いに異なる時間差の2個以上の動体位置情報に対応する2個以上の点を仮想空間(500)に仮想的に配置していく。
(11) Summary A moving object estimation system (100, 100A) according to a first aspect of the present disclosure is a moving object estimation system (100, 100A) that uses a radio wave sensor (1) to perform estimation of a moving object (a human body 301, an electric blind 200c). The moving object estimation system (100, 100A) includes a radio wave sensor (1), a conversion unit (11), a storage unit (12), a difference acquisition unit (13), a moving object estimation unit (14), and a point placement unit (222). The radio wave sensor (1) transmits a transmission wave (Tr), which is a radio wave modulated using a predetermined method, toward a real space (inside a room 400), receives a reflected wave (Re) from the real space (400), and performs a transmission/reception operation to output an output signal based on the transmission wave (Tr) and the reflected wave (Re). The conversion unit (11) performs a conversion process to convert an output signal output by the radio wave sensor (1) into position-identifiable information capable of identifying the position of each of one or more objects (301, 200c, stationary object 302) present in the real space (400). The storage unit (12) performs a storage process to store the position-identifiable information converted by the conversion process. The difference acquisition unit (13) performs a difference acquisition process to acquire differences between the plurality of position-identifiable information stored by the storage process. The moving object estimation unit (14) performs a moving object estimation process to estimate whether each of the one or more objects is a moving object or a stationary object (302) based on the differences acquired by the difference acquisition process, identify the positions of objects estimated to be moving objects (301, 200c), and acquire moving object position information indicating the identified positions. The point placement unit (222) performs a point placement process to virtually place points corresponding to the moving object position information acquired by the moving object estimation process in a virtual space (500) corresponding to the real space (400). The difference acquisition process acquires two or more differences with different time differences for three or more pieces of position identifiable information at different times stored in the storage process. The moving object estimation process acquires two or more pieces of moving object position information corresponding to the two or more differences acquired by the difference acquisition process. The point placement process virtually places two or more points in a virtual space (500) corresponding to the two or more pieces of moving object position information with different time differences acquired by the moving object estimation process.

この態様によれば、3個以上の位置特定可能情報について、互いに異なる時間差の2個以上の差分を取得することで、仮想空間(500)に配置する点の数の増加が期待できる。その結果、例えば、仮想空間(500)に配置されている複数の点で構成される点群(501)が動体(301,200c)に対応するか、動かない物(静止物302)に対応するか、の判断をより的確に行える。したがって、電波センサ(1)を用いた動体(301,200c)に関する推定の精度向上を図ることができる。 According to this aspect, by obtaining two or more differences with different time differences for three or more pieces of location-identifying information, it is possible to expect an increase in the number of points to be placed in the virtual space (500). As a result, it is possible to more accurately determine, for example, whether a point cloud (501) consisting of multiple points placed in the virtual space (500) corresponds to a moving object (301, 200c) or a non-moving object (stationary object 302). Therefore, it is possible to improve the accuracy of estimations regarding moving objects (301, 200c) using the radio wave sensor (1).

第2の態様に係る動体推定システム(100,100A)では、第1の態様において、動体(301,200c)は、人体(301)及び人体(301)以外の動く物(200c)のいずれかである。動体推定処理は、取得した2個以上の動体位置情報の各々が人体(301)及び人体(301)以外の動く物(200c)のいずれに対応するかを、少なくとも差分の変化に基づいて更に推定する。点配置処理は、動体推定処理が取得した2個以上の動体位置情報のうち、動体推定処理が人体(301)に対応すると更に推定した動体位置情報、に対応する点を、仮想空間(500)に仮想的に配置していく。 In the moving object estimation system (100, 100A) according to the second aspect, in the first aspect, the moving object (301, 200c) is either a human body (301) or a moving object (200c) other than a human body (301). The moving object estimation process further estimates whether each of the two or more pieces of acquired moving object position information corresponds to a human body (301) or a moving object (200c) other than a human body (301) based on at least a change in the difference. The point placement process virtually places in the virtual space (500) points corresponding to the moving object position information that the moving object estimation process further estimates as corresponding to a human body (301) out of the two or more pieces of moving object position information acquired by the moving object estimation process.

この態様によれば、例えば、動体(301,200c)が人体(301)か人体(301)以外の動く物(200c)か、といった人体(301)に関する推定を行う場合に、3個以上の位置特定可能情報について、互いに異なる時間差の2個以上の差分を取得することで、人体(301)の各種の動き(例えば、体動、呼吸微動、手足動など)の検出の可能化が図られる。その結果、人体(301)に関する推定の精度向上を図ることができる。 According to this aspect, when making an estimation regarding a human body (301), such as determining whether a moving body (301, 200c) is a human body (301) or a moving object (200c) other than a human body (301), by obtaining two or more differences with different time differences for three or more pieces of location-identifying information, it becomes possible to detect various movements of the human body (301) (e.g., body movement, slight breathing movements, hand and foot movements, etc.). As a result, the accuracy of estimation regarding the human body (301) can be improved.

第3の態様に係る動体推定システム(100,100A)では、第2の態様において、動体推定処理は、取得した2個以上の動体位置情報の各々が人体(301)及び人体(301)以外の動く物(200c)のいずれに対応するかを、動体位置情報に対応する反射波(Re)の受信強度、及び受信強度の変化、の少なくとも一方に更に基づいて推定する。 In the moving object estimation system (100, 100A) according to the third aspect, in the second aspect, the moving object estimation process further estimates whether each of the two or more acquired pieces of moving object position information corresponds to a human body (301) or a moving object (200c) other than a human body (301) based on at least one of the reception strength of the reflected wave (Re) corresponding to the moving object position information and the change in the reception strength.

この態様によれば、差分の変化に加えて、反射波(Re)の受信強度及び受信強度の変化の少なくとも一方をも利用することで、動体(301,200c)が人体(301)か人体(301)以外の動く物(200c)か、に関する推定の精度向上を図ることができる。 According to this aspect, by utilizing at least one of the received strength and the change in received strength of the reflected wave (Re) in addition to the change in the difference, it is possible to improve the accuracy of estimating whether the moving object (301, 200c) is a human body (301) or a moving object (200c) other than a human body (301).

第4の態様に係る動体推定システム(100,100A)では、第2又は第3の態様において、動体推定処理は、仮想空間(500)に配置されている複数の点の集合である点群(501)が人体(301)に対応するか人体(301)以外の動く物(200c)に対応するかを、点群(501)の分布及び分布の変化の少なくとも一方に更に基づいて推定する。 In the moving object estimation system (100, 100A) according to the fourth aspect, in the second or third aspect, the moving object estimation process further estimates whether a point cloud (501), which is a collection of multiple points arranged in a virtual space (500), corresponds to a human body (301) or a moving object (200c) other than a human body (301), based on at least one of the distribution and a change in the distribution of the point cloud (501).

この態様によれば、仮想空間(500)に配置されている点群(501)の分布及び分布の変化の少なくとも一方をも利用することで、動体(301,200c)が人体(301)か人体(301)以外の動く物(200c)かに関する推定の精度向上を図ることができる。 According to this aspect, by utilizing at least one of the distribution and changes in distribution of the point cloud (501) arranged in the virtual space (500), it is possible to improve the accuracy of estimation as to whether the moving object (301, 200c) is a human body (301) or a moving object (200c) other than a human body (301).

第5の態様に係る動体推定システム(100,100A)では、第1の態様において、電波センサ(1)は、所定時間を1フレームとして、送受信動作を1フレームにN回(Nは1以上の整数)の周期で行い、1フレームにN個の位置特定可能情報を出力する。保持処理は、3フレーム以上に対応する3×N個以上の位置特定可能情報を保持する。差分取得処理は、保持処理が保持している3フレーム以上に対応する3×N個以上の位置特定可能情報において、3フレーム以上の各々からフレームを代表する一の代表位置特定可能情報を選出し、選出した3個以上の代表位置特定可能情報について、2個以上の差分を取得する。動体推定処理は、3フレーム以上をそれぞれ代表する3個以上の代表位置特定可能情報について取得した2個以上の差分を基に、2個以上の動体位置情報を取得する。 In the moving object estimation system (100, 100A) according to the fifth aspect, in the first aspect, the radio wave sensor (1) performs transmission and reception operations N times (N is an integer greater than or equal to 1) per frame, with a predetermined time period being one frame, and outputs N pieces of location identifiable information per frame. The storage process stores 3 x N or more pieces of location identifiable information corresponding to three or more frames. The difference acquisition process selects one representative piece of location identifiable information representing each of the three or more frames from the 3 x N or more pieces of location identifiable information corresponding to three or more frames stored in the storage process, and acquires two or more differences for the selected three or more pieces of representative location identifiable information. The moving object estimation process acquires two or more pieces of moving object location information based on two or more differences acquired for the three or more representative location identifiable information representing each of the three or more frames.

この態様によれば、3フレーム以上の各々から、フレームに対応するN個(Nは1以上の整数)の位置特定可能情報のうち一の代表位置特定可能情報が選出され、選出された3個以上の代表位置特定可能情報について、2個以上の差分(フレーム間差分)が取得される。こうしてフレーム間で取得される2個以上の差分を基に、2個以上の位置情報を取得できる。 According to this aspect, one representative piece of location identifiable information is selected from N pieces of location identifiable information (N is an integer greater than or equal to 1) corresponding to each of three or more frames, and two or more differences (inter-frame differences) are obtained for the three or more selected pieces of representative location identifiable information. In this way, two or more pieces of location information can be obtained based on the two or more differences obtained between frames.

第6の態様に係る動体推定システム(100,100A)では、第1の態様において、電波センサ(1)は、所定時間を1フレームとして、送受信動作を1フレームにN回(Nは3以上の整数)の周期で行い、1フレームにN個以上の出力信号を出力する。保持処理は、1フレームに対応するN個の位置特定可能情報を少なくとも保持する。差分取得処理は、保持処理が保持している1フレーム以上に対応するN個以上の位置特定可能情報において、1フレームからフレームを代表する3個以上の代表位置特定可能情報を選出し、選出した3個以上の代表位置特定可能情報について、2個以上の差分を取得する。動体推定処理は、1フレームを代表する3個以上の代表位置特定可能情報について取得した2個以上の差分を基に、2個以上の動体位置情報を取得する。 In the moving object estimation system (100, 100A) according to the sixth aspect, in the first aspect, the radio wave sensor (1) performs transmission and reception operations N times (N is an integer greater than or equal to 3) per frame, with a predetermined time period being one frame, and outputs N or more output signals per frame. The storage process stores at least N pieces of location identifiable information corresponding to one frame. The difference acquisition process selects three or more representative location identifiable information representing one frame from the N or more pieces of location identifiable information corresponding to one or more frames stored in the storage process, and acquires two or more differences for the selected three or more representative location identifiable information. The moving object estimation process acquires two or more pieces of moving object location information based on two or more differences acquired for the three or more representative location identifiable information representing one frame.

この態様によれば、1フレームから、フレームに対応するN個(Nは3以上の整数)の位置特定可能情報のうち3個以上の代表位置特定可能情報、が選出され、選出された3個以上の代表位置特定可能情報について、2個以上の差分(フレーム内差分)が取得される。こうしてフレーム内で取得される2個以上の差分を基に、2個以上の位置情報を取得できる。 According to this aspect, three or more representative pieces of location identifiable information are selected from N pieces of location identifiable information (N is an integer greater than or equal to three) corresponding to one frame, and two or more differences (intra-frame differences) are obtained for the three or more selected representative pieces of location identifiable information. In this way, two or more pieces of location information can be obtained based on the two or more differences obtained within the frame.

なお、第6の態様において、保持処理は、1フレームの次の1フレームに対応するN個の位置特定可能情報を更に保持していてもよい。3個以上の代表位置特定可能情報について動体推定処理が取得した2個以上の動体位置情報が、いずれも人体(301)以外の動く物(200c)に対応する場合に、差分取得処理は、1フレーム及び次の1フレームを新たな1フレームとし、新たな1フレームに対応する2×N個の位置特定可能情報において、新たな1フレームを代表する3個以上の代表位置特定可能情報を選出し、選出した3個以上の代表位置特定可能情報について、2個以上の差分を取得する。動体推定処理は、新たな1フレームを代表する3個以上の代表位置特定可能情報について差分取得処理が取得した2個以上の差分を基に、2個以上の動体位置情報を取得する。 In the sixth aspect, the storage process may further store N pieces of location identifiable information corresponding to the frame following the one frame. When two or more pieces of moving object location information acquired by the moving object estimation process for three or more pieces of representative location identifiable information all correspond to moving objects (200c) other than a human body (301), the difference acquisition process sets the one frame and the next frame as a new frame, selects three or more representative location identifiable information representing the new frame from the 2 x N pieces of location identifiable information corresponding to the new frame, and acquires two or more differences for the selected three or more representative location identifiable information. The moving object estimation process acquires two or more pieces of moving object location information based on the two or more differences acquired by the difference acquisition process for the three or more representative location identifiable information representing the new frame.

このように、フレーム内で差分が取得できない場合に、次のフレームと結合することで、差分の取得の可能化を図ることができる。 In this way, if the difference cannot be obtained within a frame, it is possible to obtain the difference by combining it with the next frame.

第7の態様に係る動体推定システム(100,100A)では、第1の態様において、所定の方式は、FMCW方式である。電波センサ(1)は、反射波(Re)を受信する少なくとも一のアンテナを有する。出力信号は、一回の送受信動作に対して送信波(Tr)及び一のアンテナが受信した反射波(Re)を基に生成されるIF信号である。変換処理は、IF信号にフーリエ変換を施すフーリエ変換処理である。位置特定可能情報は、フーリエ変換処理のフーリエ変換結果である。保持処理は、複数のフーリエ変換結果を保持する。動体推定処理は、一のアンテナに対応する複数のフーリエ変換結果の間の差分を基に、一のアンテナから動体(301,200c)であると推定した対象物までの距離を測距する測距処理を含む。動体位置情報は、測距処理の測距結果に基づく一次元の位置情報である。 In the moving object estimation system (100, 100A) according to the seventh aspect, in the first aspect, the predetermined method is the FMCW method. The radio wave sensor (1) has at least one antenna that receives reflected waves (Re). The output signal is an IF signal generated based on the transmitted wave (Tr) and the reflected wave (Re) received by one antenna for one transmission/reception operation. The conversion process is a Fourier transform process that performs a Fourier transform on the IF signal. The location identifiable information is the Fourier transform result of the Fourier transform process. The storage process stores multiple Fourier transform results. The moving object estimation process includes a ranging process that measures the distance from one antenna to an object estimated to be a moving object (301, 200c) based on the difference between multiple Fourier transform results corresponding to one antenna. The moving object location information is one-dimensional location information based on the ranging result of the ranging process.

この態様によれば、FMCW方式で変調した電波を用いる電波センサ1で、動体(301,200c)に関する推定(動体推定処理)を行う際の、推定精度の向上を図ることができる。また、反射波(Re)を受信するアンテナが1つしかなくても、動体(301,200c)までの距離の測距(一次元位置の特定)の精度向上を少なくとも図ることができる。 This aspect makes it possible to improve the accuracy of estimations (moving object estimation processing) regarding moving objects (301, 200c) using a radio wave sensor 1 that uses radio waves modulated by the FMCW method. Furthermore, even if there is only one antenna that receives reflected waves (Re), it is possible to at least improve the accuracy of measuring the distance to the moving object (301, 200c) (determining its one-dimensional position).

なお、第7の態様において、フーリエ変換は、FFTであってもよい。この場合、位置特定可能情報は、IF信号にFFTを施したFFT結果である。 In the seventh aspect, the Fourier transform may be an FFT. In this case, the location identifiable information is the FFT result obtained by performing an FFT on the IF signal.

このように、IF信号にFFTを施したFFT結果を用いることで、フーリエ変換ひいては動体推定処理の高速化を図りつつ推定精度の向上を図ることができる。 In this way, by using the FFT results obtained by performing FFT on the IF signal, it is possible to speed up the Fourier transform and, ultimately, the moving object estimation process, while improving estimation accuracy.

第8の態様に係る動体推定システム(100,100A)では、第7の態様において、電波センサ(1)は、反射波(Re)を受信する複数のアンテナを有し、一回の送受信動作に対して、複数のアンテナに対応する複数のIF信号を出力する。複数のアンテナの各々について、変換部(11)が変換処理を、保持部(12)が保持処理を、差分取得部(13)が差分取得処理を、動体推定部(14)が測距処理を含む動体推定処理を、それぞれ行う。位置特定可能情報は、複数のアンテナに対応する複数のフーリエ変換結果からなるフーリエ変換結果群である。保持処理は、複数のフーリエ変換結果群を保持する。動体推定処理は、複数のフーリエ変換結果群の間の、複数のアンテナごとの差分を基に、複数のアンテナの各々から動体(301,200c)であると推定した対象物までの距離を測距する複数の測距処理を含む。動体位置情報は、複数の測距処理に対応する複数の測距結果に基づく二次元又は三次元の位置情報である。 In the moving object estimation system (100, 100A) according to the eighth aspect, in the seventh aspect, the radio wave sensor (1) has multiple antennas that receive reflected waves (Re) and outputs multiple IF signals corresponding to the multiple antennas in one transmission/reception operation. For each of the multiple antennas, a conversion unit (11) performs conversion processing, a storage unit (12) performs storage processing, a difference acquisition unit (13) performs difference acquisition processing, and a moving object estimation unit (14) performs moving object estimation processing including a ranging processing. The location-identifiable information is a Fourier transform result group consisting of multiple Fourier transform results corresponding to the multiple antennas. The storage processing stores the multiple Fourier transform result groups. The moving object estimation processing includes multiple ranging processing that measures the distance from each of the multiple antennas to an object estimated to be a moving object (301, 200c) based on the differences between the multiple Fourier transform result groups for each of the multiple antennas. The moving object position information is two-dimensional or three-dimensional position information based on multiple ranging results corresponding to the multiple ranging processing.

この態様によれば、動体(301,200c)の二次元位置(例えば、二次元の仮想空間500における二次元座標、又は方向及び距離の組、など)、又は三次元位置(例えば、三次元の仮想空間500における三次元座標、又は方向及び距離の組、など)を特定する動体推定処理の精度向上を図ることができる。 This aspect improves the accuracy of the moving object estimation process that identifies the two-dimensional position (e.g., two-dimensional coordinates in the two-dimensional virtual space 500, or a set of direction and distance, etc.) or three-dimensional position (e.g., three-dimensional coordinates in the three-dimensional virtual space 500, or a set of direction and distance, etc.) of the moving object (301, 200c).

第9の態様に係る動体推定方法は、電波センサ(1)によって、動く物である動体(人体301,電動ブラインド200c)に関する推定を行う動体推定方法である。動体推定方法は、送受信ステップ(不図示)と、変換ステップ(S1)と、保持ステップ(S2)と、差分取得ステップ(S4)と、動体推定ステップ(S5,S6)と、点配置ステップ(S7)と、を備える。送受信ステップ(不図示)では、電波センサ(1)が、所定の方式で変調された電波である送信波(Tr)を実空間(部屋400の内部)に向けて送信し、実空間(400)からの反射波(Re)を受信して、送信波(Tr)及び反射波(Re)に基づく出力信号を出力する送受信動作を行う。変換ステップ(S1)は、電波センサ(1)が出力した出力信号を、実空間(400)に存在する1つ以上の対象物(301,200c,静止物302)の各々の位置を特定可能な位置特定可能情報に変換する変換処理を行う。保持ステップ(S2)は、変換処理が変換した位置特定可能情報を保持する保持処理を行う。差分取得ステップ(S4)は、保持処理が保持している複数の位置特定可能情報の間の差分を取得する差分取得処理を行う。動体推定ステップ(S5,S6)は、差分取得処理が取得した差分に基づいて、1つ以上の対象物の各々が動体であるか動かない物(302)であるかを推定し、動体(301,200c)であると推定した対象物の位置を特定し、特定した位置を示す動体位置情報を取得する動体推定処理を行う。点配置ステップ(S7)は、動体推定処理が取得した動体位置情報に対応する点を実空間(400)に対応する仮想空間(500)に仮想的に配置していく点配置処理を行う。差分取得処理は、保持処理が保持している、互いに異なる時点での3個以上の位置特定可能情報について、互いに異なる時間差の2個以上の差分、を取得する。動体推定処理は、差分取得処理が取得した2個以上の差分に対応する2個以上の動体位置情報を取得する。点配置処理は、動体推定処理が取得した、互いに異なる時間差の2個以上の動体位置情報に対応する2個以上の点を仮想空間(500)に仮想的に配置していく。 The moving object estimation method according to the ninth aspect is a moving object estimation method that uses a radio wave sensor (1) to make an estimation regarding a moving object (human body 301, electric blinds 200c). The moving object estimation method includes a transmission/reception step (not shown), a conversion step (S1), a retention step (S2), a difference acquisition step (S4), a moving object estimation step (S5, S6), and a point placement step (S7). In the transmission/reception step (not shown), the radio wave sensor (1) transmits a transmission wave (Tr), which is a radio wave modulated using a predetermined method, toward a real space (inside a room 400), receives a reflected wave (Re) from the real space (400), and performs a transmission/reception operation to output an output signal based on the transmission wave (Tr) and the reflected wave (Re). The conversion step (S1) performs a conversion process to convert the output signal output by the radio wave sensor (1) into location-identifiable information capable of identifying the respective positions of one or more objects (301, 200c, stationary object 302) present in the real space (400). The storage step (S2) performs a storage process to store the location-identifiable information converted by the conversion process. The difference acquisition step (S4) performs a difference acquisition process to acquire differences between the multiple location-identifiable information stored in the storage process. The moving object estimation steps (S5, S6) perform a moving object estimation process to estimate whether each of the one or more objects is a moving object or a stationary object (302) based on the differences acquired by the difference acquisition process, identify the positions of the objects estimated to be moving objects (301, 200c), and acquire moving object position information indicating the identified positions. The point placement step (S7) performs a point placement process to virtually place points corresponding to the moving object position information acquired by the moving object estimation process in a virtual space (500) corresponding to the real space (400). The difference acquisition process acquires two or more differences with different time differences for three or more pieces of position identifiable information at different times that are stored in the storage process. The moving object estimation process acquires two or more pieces of moving object position information corresponding to the two or more differences acquired by the difference acquisition process. The point placement process virtually places two or more points in virtual space (500) that correspond to the two or more pieces of moving object position information with different time differences that are acquired by the moving object estimation process.

この態様によれば、第1の態様と同様、電波センサ(1)を用いた動体(301,200c)に関する推定の精度向上を図ることができる。 According to this aspect, as with the first aspect, it is possible to improve the accuracy of estimations regarding moving objects (301, 200c) using the radio wave sensor (1).

第11の態様に係るプログラムは、第10の態様の動体推定方法を1つ以上のプロセッサに実行させる。 A program according to an eleventh aspect causes one or more processors to execute the moving object estimation method according to the tenth aspect.

この態様によれば、第1の態様と同様、電波センサ(1)を用いた動体(301,200c)に関する推定の精度向上を図ることができる。 According to this aspect, as with the first aspect, it is possible to improve the accuracy of estimations regarding moving objects (301, 200c) using the radio wave sensor (1).

100 機器制御システム(人体姿勢推定システム,動体推定システム)
100A 動体推定システム
1 電波センサ
11 変換部
12 保持部
13 差分取得部
14 動体推定部
2 制御装置
2A 動体推定装置
2B 機器制御装置
21 受付部
22 処理部
221 測距部
222 点配置部
223 姿勢推定部
224 行動検出部
225 機器制御部
226 情報取得部
227 履歴蓄積部
228 学習部
23 出力部
200 機器
301 人体
302 静止物
400 部屋(実空間)
500 三次元空間(仮想空間)
501 点群
502 立体図形(直方体)
CL,CL1,CL2 クラスタ群
Tr 送信波
Re 反射波
100 Equipment control system (human body posture estimation system, moving body estimation system)
100A Moving object estimation system 1 Radio wave sensor 11 Conversion unit 12 Storage unit 13 Difference acquisition unit 14 Moving object estimation unit 2 Control device 2A Moving object estimation device 2B Equipment control device 21 Reception unit 22 Processing unit 221 Distance measurement unit 222 Point placement unit 223 Posture estimation unit 224 Behavior detection unit 225 Equipment control unit 226 Information acquisition unit 227 History accumulation unit 228 Learning unit 23 Output unit 200 Equipment 301 Human body 302 Stationary object 400 Room (real space)
500 Three-dimensional space (virtual space)
501 Point cloud 502 3D figure (rectangular parallelepiped)
CL, CL1, CL2 cluster group Tr transmitted wave Re reflected wave

Claims (10)

電波センサによって、動く物である動体に関する推定を行う動体推定システムであって、
所定の方式で変調された電波である送信波を実空間に向けて送信し、前記実空間からの反射波を受信して、前記送信波及び前記反射波に基づく出力信号を出力する送受信動作を行う電波センサと、
前記電波センサが出力した前記出力信号を、前記実空間に存在する1つ以上の対象物の各々の位置を特定可能な位置特定可能情報に変換する変換処理を行う変換部と、
前記変換処理が変換した前記位置特定可能情報を保持する保持処理を行う保持部と、
前記保持処理が保持している複数の前記位置特定可能情報の間の差分を取得する差分取得処理を行う差分取得部と、
前記差分取得処理が取得した前記差分に基づいて、前記1つ以上の対象物の各々が前記動体であるか動かない物であるかを推定し、前記動体であると推定した対象物の位置を特定し、特定した前記位置を示す動体位置情報を取得する動体推定処理を行う動体推定部と、
前記動体推定処理が取得した前記動体位置情報に対応する点を前記実空間に対応する仮想空間に仮想的に配置していく点配置処理を行う点配置部と、を備え、
前記差分取得処理は、前記保持処理が保持している、互いに異なる時点での3個以上の前記位置特定可能情報について、互いに異なる時間差の2個以上の前記差分、を取得し、
前記動体推定処理は、前記差分取得処理が取得した2個以上の前記差分に対応する2個以上の前記動体位置情報を取得し、
前記点配置処理は、前記動体推定処理が取得した、互いに異なる時間差の2個以上の前記動体位置情報に対応する2個以上の点を前記仮想空間に仮想的に配置していく、
動体推定システム。
A moving object estimation system that estimates a moving object using a radio wave sensor,
a radio wave sensor that performs a transmission/reception operation of transmitting a transmission wave, which is a radio wave modulated by a predetermined method, toward a real space, receiving a reflected wave from the real space, and outputting an output signal based on the transmission wave and the reflected wave;
a conversion unit that performs a conversion process to convert the output signal output by the radio wave sensor into position identifiable information that can identify the position of each of one or more objects present in the real space;
a storage unit that performs a storage process to store the location identifiable information converted by the conversion process;
a difference acquisition unit that performs a difference acquisition process to acquire differences between the plurality of pieces of location identifiable information that are stored in the storage process;
a moving object estimation unit that performs a moving object estimation process of estimating whether each of the one or more objects is a moving object or a stationary object based on the difference acquired by the difference acquisition process, specifying a position of the object that is estimated to be a moving object, and acquiring moving object position information that indicates the specified position;
a point placement unit that performs a point placement process to virtually place points corresponding to the moving object position information acquired by the moving object estimation process in a virtual space corresponding to the real space,
the difference acquisition process acquires two or more differences with different time differences for three or more pieces of the location identifiable information at different times that are stored in the storage process,
the moving object estimation process acquires two or more pieces of moving object position information corresponding to the two or more differences acquired in the difference acquisition process,
the point arrangement process virtually arranges, in the virtual space, two or more points corresponding to two or more pieces of moving object position information with different time differences acquired in the moving object estimation process;
Motion estimation system.
前記動体は、人体及び前記人体以外の動く物のいずれかであり、
前記動体推定処理は、取得した2個以上の前記動体位置情報の各々が前記人体及び前記人体以外の動く物のいずれに対応するかを、少なくとも前記差分の変化に基づいて更に推定し、
前記点配置処理は、前記動体推定処理が取得した2個以上の前記動体位置情報のうち、前記動体推定処理が前記人体に対応すると更に推定した前記動体位置情報、に対応する点を、前記仮想空間に仮想的に配置していく、
請求項1に記載の動体推定システム。
the moving object is either a human body or a moving object other than the human body,
the moving object estimation process further estimates whether each of the acquired two or more pieces of moving object position information corresponds to the human body or a moving object other than the human body, based on at least the change in the difference;
the point arrangement process virtually arranges, in the virtual space, points corresponding to the moving object position information that the moving object estimation process further estimates as corresponding to the human body, among the two or more pieces of moving object position information acquired by the moving object estimation process;
The moving object estimation system according to claim 1 .
前記動体推定処理は、取得した2個以上の前記動体位置情報の各々が前記人体及び前記人体以外の動く物のいずれに対応するかを、前記動体位置情報に対応する前記反射波の受信強度、及び前記受信強度の変化、の少なくとも一方に更に基づいて推定する、
請求項2に記載の動体推定システム。
the moving object estimation process further estimates whether each of the acquired two or more pieces of moving object position information corresponds to the human body or a moving object other than the human body based on at least one of the reception intensity of the reflected wave corresponding to the moving object position information and a change in the reception intensity.
The moving object estimation system according to claim 2 .
前記動体推定処理は、前記仮想空間に配置されている複数の前記点の集合である点群が前記人体に対応するか前記人体以外の動く物に対応するかを、前記点群の分布及び前記分布の変化の少なくとも一方に更に基づいて推定する、
請求項2又は3に記載の動体推定システム。
the moving object estimation process further estimates whether a point cloud, which is a collection of the plurality of points arranged in the virtual space, corresponds to the human body or a moving object other than the human body based on at least one of a distribution of the point cloud and a change in the distribution.
The moving object estimation system according to claim 2 or 3.
前記電波センサは、所定時間を1フレームとして、前記送受信動作を1フレームにN回(Nは1以上の整数)の周期で行い、1フレームにN個の前記位置特定可能情報を出力し、
前記保持処理は、3フレーム以上に対応する3×N個以上の前記位置特定可能情報を保持し、
前記差分取得処理は、前記保持処理が保持している3フレーム以上に対応する3×N個以上の前記位置特定可能情報において、前記3フレーム以上の各々からフレームを代表する一の代表位置特定可能情報を選出し、選出した3個以上の前記代表位置特定可能情報について、2個以上の前記差分を取得し、
前記動体推定処理は、前記3フレーム以上をそれぞれ代表する3個以上の前記代表位置特定可能情報について取得した2個以上の前記差分を基に、2個以上の前記動体位置情報を取得する、
請求項1に記載の動体推定システム。
the radio wave sensor performs the transmission and reception operation N times (N is an integer equal to or greater than 1) per frame, with a predetermined time being one frame, and outputs N pieces of the location identifiable information per frame;
the storing process stores 3×N or more pieces of the location identifiable information corresponding to three or more frames;
the difference acquisition process selects one representative piece of location identifiable information representing each of the three or more frames from 3×N or more pieces of location identifiable information corresponding to three or more frames held in the holding process, and acquires two or more differences for the selected three or more pieces of representative location identifiable information;
the moving object estimation process acquires two or more pieces of moving object position information based on two or more differences acquired for three or more pieces of representative position identifiable information representing the three or more frames, respectively;
The moving object estimation system according to claim 1 .
前記電波センサは、所定時間を1フレームとして、前記送受信動作を1フレームにN回(Nは3以上の整数)の周期で行い、1フレームにN個以上の前記出力信号を出力し、
前記保持処理は、1フレームに対応するN個の前記位置特定可能情報を少なくとも保持し、
前記差分取得処理は、前記保持処理が保持している1フレーム以上に対応するN個以上の前記位置特定可能情報において、前記1フレームからフレームを代表する3個以上の代表位置特定可能情報を選出し、選出した3個以上の代表位置特定可能情報について、2個以上の前記差分を取得し、
前記動体推定処理は、前記1フレームを代表する3個以上の前記代表位置特定可能情報について取得した2個以上の前記差分を基に、2個以上の前記動体位置情報を取得する、
請求項1に記載の動体推定システム。
the radio wave sensor performs the transmission and reception operation N times (N is an integer of 3 or more) per frame, with a predetermined time being one frame, and outputs N or more of the output signals per frame;
The storing process stores at least N pieces of the location identifiable information corresponding to one frame,
the difference acquisition process selects three or more pieces of representative location identifiable information representing the frame from one frame among the N or more pieces of location identifiable information corresponding to one or more frames held in the holding process, and acquires two or more of the differences for the selected three or more pieces of representative location identifiable information;
the moving object estimation process acquires two or more pieces of moving object position information based on two or more differences acquired for three or more pieces of representative position identifiable information representing one frame;
The moving object estimation system according to claim 1 .
前記所定の方式は、FMCW方式であり、
前記電波センサは、前記反射波を受信する少なくとも一のアンテナを有し、
前記出力信号は、一回の前記送受信動作に対して前記送信波及び前記一のアンテナが受信した前記反射波を基に生成されるIF信号であり、
前記変換処理は、前記IF信号にフーリエ変換を施すフーリエ変換処理であり、
前記位置特定可能情報は、前記フーリエ変換処理のフーリエ変換結果であり、
前記保持処理は、前記一のアンテナに対応する複数の前記フーリエ変換結果を保持し、
前記動体推定処理は、前記一のアンテナに対応する複数の前記フーリエ変換結果の間の前記差分を基に、前記一のアンテナから前記動体であると推定した対象物までの距離を測距する測距処理を含み、
前記動体位置情報は、前記測距処理の測距結果に基づく一次元の位置情報である、
請求項1に記載の動体推定システム。
the predetermined method is an FMCW method,
the radio wave sensor has at least one antenna that receives the reflected wave;
the output signal is an IF signal generated based on the transmission wave and the reflected wave received by the one antenna for one transmission/reception operation,
the conversion processing is a Fourier transform processing of performing a Fourier transform on the IF signal,
the location identifiable information is a Fourier transform result of the Fourier transform processing,
the storing process stores a plurality of the Fourier transform results corresponding to the one antenna;
the moving object estimation process includes a ranging process of measuring a distance from the one antenna to the object estimated to be the moving object based on the difference between the plurality of Fourier transform results corresponding to the one antenna,
the moving object position information is one-dimensional position information based on a distance measurement result of the distance measurement process;
The moving object estimation system according to claim 1 .
前記電波センサは、前記反射波を受信する複数のアンテナを有し、一回の前記送受信動作に対して、前記複数のアンテナに対応する複数の前記IF信号を出力し、
前記複数のアンテナの各々について、前記変換部が前記変換処理を、前記保持部が前記保持処理を、前記差分取得部が前記差分取得処理を、前記動体推定部が前記測距処理を含む前記動体推定処理を、それぞれ行い、
前記位置特定可能情報は、前記複数のアンテナに対応する複数の前記フーリエ変換結果からなるフーリエ変換結果群であり、
前記保持処理は、複数の前記フーリエ変換結果群を保持し、
前記動体推定処理は、複数の前記フーリエ変換結果群の間の、前記複数のアンテナごとの前記差分を基に、前記複数のアンテナの各々から前記動体であると推定した対象物までの距離を測距する複数の前記測距処理を含み、
前記動体位置情報は、複数の前記測距処理に対応する複数の前記測距結果に基づく二次元又は三次元の位置情報である、
請求項7に記載の動体推定システム。
the radio wave sensor has a plurality of antennas for receiving the reflected waves, and outputs a plurality of the IF signals corresponding to the plurality of antennas in one transmission/reception operation;
for each of the plurality of antennas, the conversion unit performs the conversion process, the storage unit performs the storage process, the difference acquisition unit performs the difference acquisition process, and the moving object estimation unit performs the moving object estimation process including the ranging process,
the location identifiable information is a group of Fourier transform results consisting of a plurality of the Fourier transform results corresponding to the plurality of antennas,
The storage process stores a plurality of groups of the Fourier transform results,
the moving object estimation process includes a plurality of distance measurement processes for measuring a distance from each of the plurality of antennas to the object estimated to be the moving object based on the difference between the plurality of Fourier transform result groups for each of the plurality of antennas,
the moving object position information is two-dimensional or three-dimensional position information based on a plurality of the distance measurement results corresponding to a plurality of the distance measurement processes;
The moving object estimation system according to claim 7 .
電波センサによって、動く物である動体に関する推定を行う動体推定方法であって、
前記電波センサが、所定の方式で変調された電波である送信波を実空間に向けて送信し、前記実空間からの反射波を受信して、前記送信波及び前記反射波に基づく出力信号を出力する送受信動作を行う送受信ステップと、
前記電波センサが出力した前記出力信号を、前記実空間に存在する1つ以上の対象物の各々の位置を特定可能な位置特定可能情報に変換する変換処理を行う変換ステップと、
前記変換処理が変換した前記位置特定可能情報を保持する保持処理を行う保持ステップと、
前記保持処理が保持している複数の前記位置特定可能情報の間の差分を取得する差分取得処理を行う差分取得ステップと、
前記差分取得処理が取得した前記差分に基づいて、前記1つ以上の対象物の各々が前記動体であるか動ない物であるかを推定し、前記動体であると推定した対象物の位置を特定し、特定した前記位置を示す動体位置情報を取得する動体推定処理を行う動体推定ステップと、
前記動体推定処理が取得した前記動体位置情報に対応する点を前記実空間に対応する仮想空間に仮想的に配置していく点配置処理を行う点配置ステップと、を備え、
前記差分取得処理は、前記保持処理が保持している、互いに異なる時点での3個以上の前記位置特定可能情報について、互いに異なる時間差の2個以上の前記差分、を取得し、
前記動体推定処理は、前記差分取得処理が取得した2個以上の前記差分に対応する2個以上の前記動体位置情報を取得し、
前記点配置処理は、前記動体推定処理が取得した、互いに異なる時間差の2個以上の前記動体位置情報に対応する2個以上の点を前記仮想空間に仮想的に配置していく、
動体推定方法。
A moving object estimation method for performing estimation regarding a moving object, which is a moving object, using a radio wave sensor, comprising:
a transmitting/receiving step in which the radio wave sensor transmits a transmission wave, which is a radio wave modulated in a predetermined manner, toward a real space, receives a reflected wave from the real space, and outputs an output signal based on the transmission wave and the reflected wave;
a conversion step of performing a conversion process to convert the output signal output by the radio wave sensor into position identifiable information that can identify the position of each of one or more objects present in the real space;
a holding step of performing a holding process to hold the location identifiable information converted by the conversion process;
a difference acquisition step of performing a difference acquisition process of acquiring differences between the plurality of pieces of location identifiable information stored in the storage process;
a moving object estimation step of performing a moving object estimation process of estimating whether each of the one or more objects is a moving object or a non-moving object based on the difference acquired by the difference acquisition process, specifying the position of the object estimated to be a moving object, and acquiring moving object position information indicating the specified position;
a point arrangement step of performing a point arrangement process of virtually arranging points corresponding to the moving object position information acquired by the moving object estimation process in a virtual space corresponding to the real space,
the difference acquisition process acquires two or more differences with different time differences for three or more pieces of the location identifiable information at different times that are stored in the storage process,
the moving object estimation process acquires two or more pieces of moving object position information corresponding to the two or more differences acquired in the difference acquisition process,
the point arrangement process virtually arranges, in the virtual space, two or more points corresponding to two or more pieces of moving object position information with different time differences acquired in the moving object estimation process;
Motion estimation method.
請求項9に記載の動体推定方法を1つ以上のプロセッサに実行させるための
プログラム。
A program for causing one or more processors to execute the moving object estimation method according to claim 9.
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Guangcheng Zhang et al.,"Comprehensive mPoint: A Method for 3D Point Cloud Generation of Human Bodies Utilizing FMCW MIMO mm-Wave Radar",Sensors,2021年09月27日,Vol.21, No.19, Article 6455,pp.1-21,DOI: 10.3390/s21196455
Matthew Ash et al.,"On the Application of Digital Moving Target Indication Techniques to Short-Range FMCW Radar Data",IEEE SENSORS JOURNAL,2018年05月15日,Vol.18, No.10,pp.4167-4175,DOI: 10.1109/JSEN.2018.2823588

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