传感器以及推定生物体的位置的方法技术

本公开涉及传感器以及推定生物体的位置的方法。传感器具备：具有发送天线的发送站；分别具有接收阵列天线的多个接收站；第1电路，其根据由多个接收站的每一个的接收阵列天线观测到的信号，提取生物体成分，该生物体成分是从发送天线元件发送并且通过1个以上的生物体反射后的信号成分；第2电路，其根据由第1电路提取到的生物体成分的每一个，算出位置谱函数，该位置谱函数是对于从多个接收站的每一个观察到的1个以上的生物体的位置的评价函数；以及第3电路，其将由第2电路算出的多个位置谱函数合并为1个函数，算出合并得到的所述位置谱函数的1个以上的极大值，由此推定1个以上的生物体的位置。

Sensors and methods for determining the position of the organism

The present disclosure relates to a sensor and a method of presuming the location of an organism. The sensor has: a transmission station with a transmitting antenna; a plurality of receiving stations receiving an array antenna; a first circuit, which extracts the biological components according to a signal observed by each receiving array antenna of a plurality of receiving stations, which is sent from the transmission line element and through more than 1 organisms. The signal component after the body reflection; the second circuit, based on each of the biological components extracted from the first circuit, calculates the position spectrum function, which is an evaluation function for the position of more than 1 organisms observed from each of the multiple receiving stations, and the third circuit, which will be calculated by the second circuit. The position spectrum function is combined into 1 functions to calculate more than 1 maximum values of the merged position spectral function, thereby determining the position of more than 1 organisms.

【技术实现步骤摘要】
传感器以及推定生物体的位置的方法
本公开涉及传感器以及推定生物体的位置的方法，尤其涉及利用无线信号进行生物体的位置推定的传感器以及推定生物体的位置的方法。
技术介绍
利用以无线方式发送的信号来检测检测对象的技术正在被进行开发(例如参照专利文献1以及非专利文献1)。专利文献1中公开了通过使用傅立叶变换来解析包含多普勒频移(dopplershift)的成分，能够获知成为检测对象的人物的位置、状态。另外，非专利文献1中公开了根据从传播信道(channel)信息中提取到的变动成分和MUSIC(MUltipleSignalClassification，多重信号分类)法来推定检测对象的位置的技术。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2015-117972号公报专利文献2：日本特开2010-249712号公报专利文献3：日本特开2007-155490号公报专利文献4：日本特开2010-32442号公报专利文献5：日本特表2007-518968号公报专利文献6：日本特表2012-524898号公报非专利文献非专利文献1：T.MIWA,S.OGIWARA,andY.YAMAKOSHI,“LocalizationofLiving-bodiesusingsingle-frequencymultistaticDopplerradarsystem,”IEICETransactionsonCommunications,Vol.E92-B,No.7,pp.2468-2476,July2009.
技术实现思路
专利技术所要解决的问题然而，在专利文献1以及非专利文献1所公开的技术中存在如下问题，即、在作为检测对象的生物体静止着的情况下等，能够检测生物体的范围即检测范围会变窄。本公开是鉴于上述情形而做出的，其目的在于提供能够利用无线信号更广范围地且高精度地推定生物体所存在的位置的传感器以及位置推定方法。用于解决问题的技术方案为了实现上述目的，本公开的一个方式涉及的传感器，具备：分别具有发送天线的1个以上的发送站；分别具有接收阵列天线的多个接收站；第1电路，其根据由所述多个接收站的每一个的所述接收阵列天线观测到的信号，提取生物体成分，该生物体成分是从所述发送天线发送并且通过1个以上的生物体反射后的信号成分；第2电路，其根据由所述第1电路提取到的生物体成分的每一个，算出位置谱函数，该位置谱函数是对于从所述多个接收站的每一个观察到的所述1个以上的生物体的位置的评价函数；以及第3电路，其将由所述第2电路算出的多个所述位置谱函数合并为1个函数，算出合并得到的所述位置谱函数的1个以上的极大值，由此推定所述1个以上的生物体的位置。专利技术效果根据本公开的传感器，能够利用无线信号更广范围地且高精度地推定生物体所存在的位置。附图说明图1是表示实施方式1中的传感器的构成的框图。图2是表示实施方式1中的发送站与接收站的配置的一例的图。图3是表示实施方式1中的传感器的位置推定处理的流程图。图4是表示图3所示的位置推定处理的详情的流程图。图5A是表示比较例中的生物体位置的可推定范围的图。图5B是表示实施方式1中的生物体位置的可推定范围的图。图6是表示实施方式1的变形例中的传感器的构成的框图。图7是表示实施方式2中的传感器的构成的框图。图8是表示实施方式2中的发送站与接收站的配置的一例的图。图9是表示实施方式2中的传感器的位置推定处理的详情的流程图。图10是表示实施方式2的实施例中的进行实验的环境的图。图11是表示实施方式2的实施例中的改变了接收站数量的情况下的推定位置误差的累积概率分布的图。标号说明1、1a、1A：传感器10、10-1、10-2、10-NT：发送站11、11-1、11-NT：发送机12、12-1、12-NT：发送天线20-1、20-2、20-3、20-4、20-N、20-NR：接收站21-1、21-N、21-NR：接收天线22-1、22-N、22-NR：接收机23-1、23-N、23-NR：复传递函数算出部24a：第1电路24-1、24-N、24-NR：生物体成分提取部25a：第2电路25-1、25-N、25-NR：位置谱函数计算部30、30A：位置推定部30a：第3电路40：生物体50：发送时刻(timing)控制部60、70：检测范围具体实施方式(成为本公开的基础的见解)利用以无线方式发送的信号来检测检测对象的技术正在被进行开发(例如参照专利文献1～6以及非专利文献1)。例如专利文献2～3中公开了利用UWB(UltraWideBand，超宽带)的无线信号算出物体的有无以及移动方向的技术。更具体而言是，对预定的区域发送UWB(UltraWideBand)的无线信号，用阵列天线接收由检测对象的对象物反射后的无线信号。而且，利用多普勒效应仅将来自动态的对象物的信号进行分离，根据分离出的信号算出移动物体的有无和/或移动方向。另外，例如专利文献4～5中公开了如下技术，即、通过对天线接收从发送机发送的UWB信号的接收时刻之差，实施作为阵列天线信号处理技术之一的到来方向推定处理，算出发送机的方向和/或位置。另外，例如专利文献6中公开了利用MUSIC法等方向推定算法来推定对象物的位置的技术。具体而言是，在接收到发送站所发出的信号的多个接收站的每一个接收站中，应用MUSIC法等方向推定算法，将其结果通过相乘或者相加来进行合并。由此能够进行高精度的方向推定。然而，专利技术人进行了详细的研究，其结果，已知在专利文献2～6所公开的技术中，无法进行生物体的位置推定。即，已知在专利文献2～3的方法中，虽然能够检测人物的存在、不存在，但无法推定人物所存在的方向和位置。另外，已知专利文献4～6所公开的技术是发出电波的发送机的位置推定技术，无法对生物体进行位置推定。专利文献1中公开了通过使用傅立叶变换来解析包含多普勒频移的成分，能够获知成为检测对象的人物的位置以及状态的技术。另外，非专利文献1中公开了根据从传播信道信息中提取到的变动成分和MUSIC法来推定检测对象的位置的技术。更具体而言是，在专利文献1以及非专利文献1所公开的技术中，观测收发天线间的传播信道，记录其时间序列变化。之后，对按时间序列观测的传播信道进行傅立叶变换处理，将时间响应变换为频率响应。在此，收发天线二者都为多个，因此频率响应成为元素为复数的矩阵。通过对该频率响应矩阵应用MUSIC法等方向或者位置推定算法，能够确定对象的方向和/或位置。再者在专利文献1中，示出了即使对象为多个也能够同时进行检测。然而，在专利文献1以及非专利文献1所公开的技术中存在如下问题，即、在作为检测对象的生物体静止着的情况下等多普勒效应非常弱的状况下，可检测的距离变短，因此能够检测生物体的检测范围会变窄。其原因在于，在多普勒效应非常弱的状况下，受到接收机所具有的内部噪音、从检测对象以外飞来的干涉波以及在检测对象以外存在使多普勒频移产生的物体等影响，变得难以检测出产生多普勒频移的微弱的信号。此外，若使成为对象的生物体携带发送机等特殊设备，则即使是静止着的生物体，也能够检测到。于是，专利技术人鉴于这些，想到了无需使成为对象的生物体携带发送机等特殊设备，就能够利用无线信号更广范围地且高精度地推定生物体所存在的位置的传感器等。(1)本公开的一个技本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种传感器，具备：分别具有发送天线的1个以上的发送站；分别具有接收阵列天线的多个接收站；第1电路，其根据由所述多个接收站的每一个的所述接收阵列天线观测到的信号，提取生物体成分，该生物体成分是从所述发送天线发送并且通过1个以上的生物体反射后的信号成分；第2电路，其根据由所述第1电路提取到的生物体成分的每一个，算出位置谱函数，该位置谱函数是对于从所述多个接收站的每一个观察到的所述1个以上的生物体的位置的评价函数；以及第3电路，其将由所述第2电路算出的多个所述位置谱函数合并为1个函数，算出合并得到的所述位置谱函数的1个以上的极大值，由此推定所述1个以上的生物体的位置。

【技术特征摘要】
2017.01.06 JP 2017-001120;2017.09.19 JP 2017-179351.一种传感器，具备：分别具有发送天线的1个以上的发送站；分别具有接收阵列天线的多个接收站；第1电路，其根据由所述多个接收站的每一个的所述接收阵列天线观测到的信号，提取生物体成分，该生物体成分是从所述发送天线发送并且通过1个以上的生物体反射后的信号成分；第2电路，其根据由所述第1电路提取到的生物体成分的每一个，算出位置谱函数，该位置谱函数是对于从所述多个接收站的每一个观察到的所述1个以上的生物体的位置的评价函数；以及第3电路，其将由所述第2电路算出的多个所述位置谱函数合并为1个函数，算出合并得到的所述位置谱函数的1个以上的极大值，由此推定所述1个以上的生物体的位置。2.根据权利要求1所述的传感器，所述1个以上的发送站是两个以上的发送站，所述两个以上的发送站分别具有包括两元件以上的所述发送天线的发送阵列天线。3...

【专利技术属性】
技术研发人员：饭冢翔一，中山武司，本间尚树，
申请(专利权)人：松下知识产权经营株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP