传感器、控制方法和系统技术方案

传感器(110)具备：复传递函数计算部(301)，根据接收信号计算复传递函数；反射系数计算部(302)，针对L处位置中的每一个位置计算对L处位置中的一个位置配置检测对象时的复传递函数，并且针对L处位置中的每一个位置计算配置检测对象的位置的作为理论值的理想复传递函数，并使用复传递函数和理想复传递函数来计算反射系数；各种标准化部(303)，计算将反射系数标准化后的标准化反射系数；反射系数插补部(304)，针对用于检测对象的位置估计的每个坐标使用标准化反射系数进行反射系数的插补计算，从而计算插补反射系数；以及位置估计部(306)，使用基于发送天线元件和接收天线元件各自的位置而决定的转向矢量和插补反射系数，进行位置估计的修正。进行位置估计的修正。进行位置估计的修正。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】传感器、控制方法和系统


[0001]本公开涉及利用无线信号估计生物体位置的传感器、控制方法和系统。

技术介绍

[0002]作为知晓人物的位置等的方法，研究了利用无线信号的方法(例如，参照专利文献1～3)。在专利文献1中公开了使用多普勒传感器的生物体检测的方法，在专利文献2中公开了使用多普勒传感器和滤波器的人的动作和生物体信息的检测方法。在专利文献3中公开了通过使用傅立叶变换解析包含多普勒频移的成分，能够知晓成为检测对象的人物的位置和状态。在专利文献4中公开了为了使用无线信号来估计人的位置而进行阵列天线的校正的方法。
[0003]在先技术文献
[0004]专利文献
[0005]专利文献1：日本特表2014
‑
512526号公报
[0006]专利文献2：国际公开第2014/141519号
[0007]专利文献3：日本特开2015
‑
117972号公报
[0008]专利文献4：日本专利第6256681号公报

技术实现思路

[0009]专利技术要解决的问题
[0010]然而，在专利文献4的方法中，存在对于具有指向性的天线不能充分校正的问题。这是因为，如果是理想的无指向性天线，则在辐射特性上不存在角度特性，但由于通常的天线具有物理长度，所以在存在角度特性且在一点上取得校正值的情况下，能有效使用该校正值的角度范围是有限的。
[0011]本公开是鉴于上述情况而完成的，目的在于提供一种能够在利用无线信号进行生物体的位置估计的装置中以简易的方法短时间且高精度地进行设备的校正的传感器。
[0012]解决问题的手段
[0013]本公开的一技术方案的传感器具备：发送天线部，具有向规定的空间发送信号的N个(N为2以上的自然数)发送天线元件；接收天线部，在规定期间接收所述发送天线部发送的信号，具有对接收信号进行接收的M个(M为2以上的自然数)接收天线元件；复传递函数计算部，根据所述接收信号计算复传递函数；反射系数计算部，针对L处(L为2以上的自然数)位置中的每一个位置计算在所述L处位置中的一个位置配置检测对象时的复传递函数，并且针对所述L处位置中的每一个位置计算配置所述检测对象的位置的作为理论值的理想复传递函数，并使用所述复传递函数和所述理想复传递函数来计算反射系数；标准化反射系数计算部，计算通过规定的方法将所述反射系数标准化后的标准化反射系数；插补反射系数计算部，通过规定的方法对用于检测对象的位置估计的每个坐标使用所述标准化反射系数来进行反射系数的插补计算，从而计算插补反射系数；以及位置估计部，使用基于所述发
送天线元件和所述接收天线元件各自的位置而决定的转向矢量和所述插补反射系数，进行基于规定的方法的位置估计的修正。
[0014]此外，这些概括性或具体的技术方案既可以通过系统、装置、集成电路、计算机程序或计算机可读取的CD
‑
ROM等记录介质来实现，也可以通过系统、装置、集成电路、计算机程序以及记录介质的任意组合来实现。
[0015]专利技术的效果
[0016]根据本公开，在利用无线信号进行生物体的位置估计的装置中，能够以简易的方法短时间且高精度地进行设备的校正。
附图说明
[0017]图1是表示实施方式中的传感器的结构的一例的结构图。
[0018]图2是用于说明图1所示的接收器的转向矢量和相位误差的说明图。
[0019]图3是表示图1所示的接收电路的详细结构的一例的结构图。
[0020]图4是说明实验装置的配置的说明图。
[0021]图5是表示通过使用了实施方式的估计方法的实验来进行位置估计的坐标的概念的图。
[0022]图6是表示实施方式中的估计装置的估计处理的流程图。
[0023]图7是表示实施方式中的传感器的结构的变形例的结构图。
[0024]图8是作为实施方式中的在先例而通过现有方法进行了位置估计的计算结果例。
[0025]图9是通过实施方式进行了位置估计的计算结果例。
[0026]图10是表示基于现有方法和本实施方式的方法的位置估计误差的累积概率分布(CDF：Cumulative Distribution Function)的一例的图。
具体实施方式
[0027](作为本公开的基础的见解)
[0028]作为知晓人物的位置等的方法，研究了利用无线信号的方法。
[0029]例如，在专利文献1中公开了使用多普勒传感器的生物体检测的方法，在专利文献2中公开了使用多普勒传感器和滤波器的人的动作或生物体信息的检测方法。
[0030]另外，例如在专利文献3中公开了如下技术：向规定的区域发送无线信号，用多个天线接收由检测对象反射的无线信号，估计收发天线间的复传递函数。
[0031]在专利文献4中公开了为了使用无线信号来估计人的位置而进行阵列天线的校正的方法。更具体而言，将检测对象配置在已知的位置，测定发送器和接收器之间的复传递函数矩阵，基于复传递函数的频率响应计算相关矩阵，利用检测对象的位置已知的情况计算转向矢量的校正值。根据以上情况，在专利文献4中公开了为了利用无线信号来估计人的位置而进行阵列天线的校正的方法。
[0032]但是，上述专利文献4的方法不能应对在指向性上具有特征的天线的校正。这是因为，在使用无指向性的天线的情况下，如果在一点取得校正值，则能够展开到所有的测定位置，但在指向性上具有特征的天线中，根据位置而在辐射相位或辐射信号强度上产生变化。
[0033]一般地，偶极天线为同一平面状的辐射特性均匀，而贴片天线在前方具有均匀的
辐射特性。即，该偶极天线的同一平面状的特性或贴片天线的前方特性在天线元件(例如图2所示的接收天线元件121～123)中是均匀的，而与角度θ无关。
[0034]然而，不存在在全方位上球面状地具有均匀的辐射特性的天线。此外，在Wi
‑
Fi(注册商标)无线设备等民用品中，为了将辐射特性在全方位上进行优化，有时使用倒F天线等指向性不规则的天线。
[0035]这样，在使用指向性不规则的天线的情况下，天线元件的天线特性(例如图中所示的天线特性221～223)根据角度θ而变化。因此，为了能够在所有角度上估计生物体位置，如果不考虑天线的指向性来计算校正值，则人物的方向或位置的估计精度下降。
[0036]这样，在现有技术中，存在无法与所有角度对应地计算用于利用无线信号进行生物体位置估计的校正值的问题。
[0037]因此，专利技术者们鉴于此情况，想到了一种传感器等，该传感器与所有角度对应地计算用于利用无线信号进行生物体位置估计的校正值。
[0038]本公开的一技术方案的传感器具备：发送天线部，具有向规定的空间发送信号的N个(N为2以上的自然数)发送天线元件；接收天线部，在规定期间接收所述发送天线部发送的信号，具有对接收信号进行接收的M个(M为2以上的自然数)接收天线元件；复传递函数本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种传感器，其中，具备：发送天线部，具有向规定的空间发送信号的N个发送天线元件，N为2以上的自然数；接收天线部，在规定期间接收所述发送天线部发送的信号，具有对接收信号进行接收的M个接收天线元件，M为2以上的自然数；复传递函数计算部，根据所述接收信号计算复传递函数；反射系数计算部，针对L处位置中的每一个位置计算在所述L处位置中的一个位置配置检测对象时的复传递函数，并且针对所述L处位置中的每一个位置计算配置所述检测对象的位置的作为理论值的理想复传递函数，并使用所述复传递函数和所述理想复传递函数来计算反射系数，L为2以上的自然数；标准化反射系数计算部，计算通过规定的方法将所述反射系数标准化后的标准化反射系数；插补反射系数计算部，通过规定的方法，对用于检测对象的位置估计的每个坐标，使用所述标准化反射系数来进行反射系数的插补计算，从而计算插补反射系数；以及位置估计部，使用基于所述发送天线元件和所述接收天线元件各自的位置而决定的转向矢量和所述插补反射系数，进行基于规定的方法的位置估计的修正。2.一种传感器，其中，具备：发送天线部，具有向规定的空间发送信号的N个发送天线元件，N为2以上的自然数；接收天线部，在规定期间接收所述发送天线部发送的信号，具有对接收信号进行接收的M个接收天线元件，M为2以上的自然数；复传递函数计算部，根据所述接收信号计算复传递函数；反射系数计算部，针对L处位置中的每一个位置计算在所述L处位置中的一个位置配置检测对象时的复传递函数，并且针对所述L处位置中的每一个位置计算配置所述检测对象的位置的作为理论值的理想复传递函数，并使用所述复传递函数和所述理想复传递函数来计算反射系数，L为2以上的自然数；标准化反射系数计算部，计算通过规定的方法将所述反射系数标准化后的标准化反射系数；以及存储器，存储所述标准化反射系数。3.根据权利要求2所述的传感器，其中，具备：插补反射系数计算部，从所述存储器读出所述标准化反射系数，通过规定的方法，对用于检测对象的位置估计的每个坐标，使用所述标准化反射系数来进行反射系数的插补计...

【专利技术属性】
技术研发人员：中山武司，饭塚翔一，本间尚树，伊藤友则，林哲平，白木信之，村田健太郎，
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：