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特開2022-7120入退場管理装置、入退場管理システム、入退場管理方法及びプログラム
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022007120
(43)【公開日】2022-01-13
(54)【発明の名称】入退場管理装置、入退場管理システム、入退場管理方法及びプログラム
(51)【国際特許分類】
G08B 25/10 20060101AFI20220105BHJP
H04W 4/021 20180101ALI20220105BHJP
H04W 4/80 20180101ALI20220105BHJP
H04W 84/10 20090101ALI20220105BHJP
H04B 1/59 20060101ALI20220105BHJP
G01S 13/34 20060101ALI20220105BHJP
G01S 7/02 20060101ALI20220105BHJP
G08B 25/04 20060101ALI20220105BHJP
【ＦＩ】
G08B25/10 A
H04W4/021
H04W4/80
H04W84/10 110
H04B1/59
G01S13/34
G01S7/02 210
G08B25/04 F
【審査請求】未請求
【請求項の数】12
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2020109860
(22)【出願日】2020-06-25
(71)【出願人】
【識別番号】000189486
【氏名又は名称】上田日本無線株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100117226
【弁理士】
【氏名又は名称】吉村 俊一
(72)【発明者】
【氏名】西沢 昇
【テーマコード（参考）】
5C087
5J070
5K067
【Ｆターム（参考）】
5C087AA11
5C087AA32
5C087BB18
5C087BB20
5C087DD03
5C087DD06
5C087DD29
5C087DD30
5C087DD31
5C087EE18
5C087FF01
5C087FF02
5C087FF04
5C087FF23
5C087GG08
5C087GG10
5C087GG38
5C087GG83
5J070AB24
5J070AC02
5J070AC06
5J070AC11
5J070AD08
5J070AE09
5J070AF01
5J070AH31
5J070AH35
5J070AK13
5K067AA34
5K067BB32
5K067BB45
5K067EE02
5K067EE34
(57)【要約】 （修正有）
【課題】施設管理者に多くの業務負担を強いることなく、煩雑なユーザ情報の管理を簡略化するとともに、通信端末装置の不所持等の条件に依存することなく、誤報の発生を確実に防止しつつ各種施設に対するユーザの入退場を管理する入退場管理装置を提供する。
【解決手段】施入退場管理システムにおいて、設の出入口の近傍にミリ波センサ２０と、入退場管理装置１０を設け、当該出入口近傍にミリ波センサ２０からレーダ波ＲＷを照射しつつ、出入口の近傍に検知エリアＤＡを形成する。また、施設に対する入退場を制限されないユーザに対しては、予め無線タグ装置３０を配布して携行させる。検知エリアＤＡに対する物体の侵入が検知された場合には、物体の侵入の検知タイミングと、ビーコン信号の受信タイミングの時間的な関係に基づき、警報信号の送信の要否を判定し、警報信号の送信が必要と判定された場合にのみ通信端末装置５０に警報信号を送信する。
【選択図】図３
【解決手段】施入退場管理システムにおいて、設の出入口の近傍にミリ波センサ２０と、入退場管理装置１０を設け、当該出入口近傍にミリ波センサ２０からレーダ波ＲＷを照射しつつ、出入口の近傍に検知エリアＤＡを形成する。また、施設に対する入退場を制限されないユーザに対しては、予め無線タグ装置３０を配布して携行させる。検知エリアＤＡに対する物体の侵入が検知された場合には、物体の侵入の検知タイミングと、ビーコン信号の受信タイミングの時間的な関係に基づき、警報信号の送信の要否を判定し、警報信号の送信が必要と判定された場合にのみ通信端末装置５０に警報信号を送信する。
【選択図】図３
【特許請求の範囲】
【請求項1】
実空間上に所在する各種施設に対するユーザの入退場を管理する入退場管理装置であって、
前記施設内の各出入口近傍に設置され、該当する出入口近傍の検知エリアを含む照射エリアに対してミリ波帯の検知信号を照射するとともに、当該照射された検知信号の当該照射エリア内に存在する物体による反射波を受信するミリ波センサと、
前記検知信号と前記反射波に基づき、前記ミリ波センサから当該物体までの距離と角度を少なくとも算出する算出手段と、
前記算出結果に基づき、前記検知エリアに対する前記物体の侵入を検知する検知手段と、
前記施設に対する入退場を制限されないユーザによって携行された無線タグ装置から所定形式の警報キャンセルデータを取得する取得手段と、
前記検知エリアに対する前記物体の侵入検知タイミングと前記警報キャンセルデータの取得タイミングの時間的な関係に基づき、警報発報の要否を判定する判定手段と、
前記判定手段において前記警報の発報が必要と判定された場合にのみ音及び光の少なくとも一方を用いて前記施設の管理者に警報を発報するための処理を実行する警報発報手段と、
を有する、ことを特徴とする入退場管理装置。
前記施設内の各出入口近傍に設置され、該当する出入口近傍の検知エリアを含む照射エリアに対してミリ波帯の検知信号を照射するとともに、当該照射された検知信号の当該照射エリア内に存在する物体による反射波を受信するミリ波センサと、
前記検知信号と前記反射波に基づき、前記ミリ波センサから当該物体までの距離と角度を少なくとも算出する算出手段と、
前記算出結果に基づき、前記検知エリアに対する前記物体の侵入を検知する検知手段と、
前記施設に対する入退場を制限されないユーザによって携行された無線タグ装置から所定形式の警報キャンセルデータを取得する取得手段と、
前記検知エリアに対する前記物体の侵入検知タイミングと前記警報キャンセルデータの取得タイミングの時間的な関係に基づき、警報発報の要否を判定する判定手段と、
前記判定手段において前記警報の発報が必要と判定された場合にのみ音及び光の少なくとも一方を用いて前記施設の管理者に警報を発報するための処理を実行する警報発報手段と、
を有する、ことを特徴とする入退場管理装置。
【請求項2】
前記取得手段が、
前記警報キャンセルデータとして、前記無線タグ装置から発信される所定形式のビーコン信号を受信するとともに、
前記判定手段が、
当該ビーコン信号が受信された際の受信電界強度に応じて当該ビーコン信号の送信元の前記無線タグ装置が前記出入口近傍の有効エリア内に所在するか否かを判定し、（ａ）当該判定結果及び（ｂ）前記物体の侵入検知タイミングと前記警報キャンセルデータの取得タイミングの時間的な関係に基づき前記警報発報の要否を判定する、請求項１に記載の入退場管理装置。
前記警報キャンセルデータとして、前記無線タグ装置から発信される所定形式のビーコン信号を受信するとともに、
前記判定手段が、
当該ビーコン信号が受信された際の受信電界強度に応じて当該ビーコン信号の送信元の前記無線タグ装置が前記出入口近傍の有効エリア内に所在するか否かを判定し、（ａ）当該判定結果及び（ｂ）前記物体の侵入検知タイミングと前記警報キャンセルデータの取得タイミングの時間的な関係に基づき前記警報発報の要否を判定する、請求項１に記載の入退場管理装置。
【請求項3】
前記判定手段が、
前記警報キャンセルデータの取得タイミングから予め定められた第１時間内に前記侵入検知タイミングが到来した場合に、前記警報の発報を不要と判定する一方、前記第１時間内に前記侵入検知タイミングが到来しない場合に、前記警報の発報を必要と判定する、請求項１又は２に記載の入退場管理装置。
前記警報キャンセルデータの取得タイミングから予め定められた第１時間内に前記侵入検知タイミングが到来した場合に、前記警報の発報を不要と判定する一方、前記第１時間内に前記侵入検知タイミングが到来しない場合に、前記警報の発報を必要と判定する、請求項１又は２に記載の入退場管理装置。
【請求項4】
前記判定手段が、
前記侵入検知タイミングから予め定められた第２時間内に前記警報キャンセルデータが取得された場合に、前記警報の発報を不要と判定する一方、前記第２時間内に前記警報キャンセルデータが取得されない場合に、前記警報の発報を必要と判定する、請求項１又は２に記載の入退場管理装置。
前記侵入検知タイミングから予め定められた第２時間内に前記警報キャンセルデータが取得された場合に、前記警報の発報を不要と判定する一方、前記第２時間内に前記警報キャンセルデータが取得されない場合に、前記警報の発報を必要と判定する、請求項１又は２に記載の入退場管理装置。
【請求項5】
前記算出手段が、
前記物体までの距離と角度を算出するとともに、当該物体の移動速度を算出し、
前記検知手段が、
前記算出結果に基づき、前記検知エリアに侵入した前記物体が前記出入口を通過しようとしているか否かを検知し、
前記判定手段が、
前記検知手段によって前記出入口を通過しようとしている前記物体が検知された場合にのみ、前記検知エリアに対する前記物体の侵入検知タイミングと前記警報キャンセルデータの取得タイミングの時間的な関係に基づき、警報発報の要否を判定する、請求項１～４のいずれか１項に記載の入退場管理装置。
前記物体までの距離と角度を算出するとともに、当該物体の移動速度を算出し、
前記検知手段が、
前記算出結果に基づき、前記検知エリアに侵入した前記物体が前記出入口を通過しようとしているか否かを検知し、
前記判定手段が、
前記検知手段によって前記出入口を通過しようとしている前記物体が検知された場合にのみ、前記検知エリアに対する前記物体の侵入検知タイミングと前記警報キャンセルデータの取得タイミングの時間的な関係に基づき、警報発報の要否を判定する、請求項１～４のいずれか１項に記載の入退場管理装置。
【請求項6】
前記照射エリア内の一部に長方形又は台形の前記検知エリアを設定するための距離情報及び角度情報を含む検知エリア設定データを記憶した記憶手段をさらに有し、
前記検知手段が、
前記算出された距離が前記距離情報により規定される距離範囲内であり、且つ、前記算出された角度が前記角度情報により規定される角度範囲内である場合に、当該物体が前記検知エリア内に侵入したものと検知する、請求項１～５のいずれか１項に記載の入退場管理装置。
前記検知手段が、
前記算出された距離が前記距離情報により規定される距離範囲内であり、且つ、前記算出された角度が前記角度情報により規定される角度範囲内である場合に、当該物体が前記検知エリア内に侵入したものと検知する、請求項１～５のいずれか１項に記載の入退場管理装置。
【請求項7】
前記ミリ波センサが、
前記施設の床部から１００±１０ｃｍ程度の高さに設置されるとともに、該当する前記出入口に向けて前記検知信号を照射し、
前記検知手段が、
前記算出結果と前記検知エリア設定データに基づき、前記検知エリアに対する物体の侵入を検知する、請求項６に記載の入退場管理装置。
前記施設の床部から１００±１０ｃｍ程度の高さに設置されるとともに、該当する前記出入口に向けて前記検知信号を照射し、
前記検知手段が、
前記算出結果と前記検知エリア設定データに基づき、前記検知エリアに対する物体の侵入を検知する、請求項６に記載の入退場管理装置。
【請求項8】
前記記憶手段には、
前記ミリ波センサの設置された高さに依存して発生する仰角エラーに応じた前記距離情報を含む前記検知エリア設定データが記憶され、
前記検知手段が、
前記仰角エラーに応じた距離情報を含む前記検知エリア設定データに基づき検知エリアを設定して、前記仰角エラーを補正しつつ前記検知エリアに対する物体の侵入を検知する、請求項６に記載の入退場管理装置。
前記ミリ波センサの設置された高さに依存して発生する仰角エラーに応じた前記距離情報を含む前記検知エリア設定データが記憶され、
前記検知手段が、
前記仰角エラーに応じた距離情報を含む前記検知エリア設定データに基づき検知エリアを設定して、前記仰角エラーを補正しつつ前記検知エリアに対する物体の侵入を検知する、請求項６に記載の入退場管理装置。
【請求項9】
前記施設が医療機関又は介護施設であるとともに前記ユーザが当該施設に入所しているユーザであり、
前記警報発報手段が、
前記警報を発報する際に、当該施設に入所しているユーザが無断で外出しようとしている可能性があることを前記管理者に報知する、請求項１～８のいずれか１項に記載の入退場管理装置。
前記警報発報手段が、
前記警報を発報する際に、当該施設に入所しているユーザが無断で外出しようとしている可能性があることを前記管理者に報知する、請求項１～８のいずれか１項に記載の入退場管理装置。
【請求項10】
実空間上に所在する各種施設に対するユーザの入退場を管理する入退場管理システムであって、
前記施設に対する前記ユーザの入退場を管理する入退場管理装置と、
前記施設に対する入退場を制限されないユーザによって携行され、所定形式の警報キャンセルデータを出力する無線タグ装置と、
前記施設内の各出入口近傍に設置され、該当する出入口近傍の検知エリアを含む照射エリアに対してミリ波帯の検知信号を照射するとともに、当該照射された検知信号の当該照射エリア内に存在する物体による反射波を受信するミリ波センサと、
を有し、
前記入退場管理装置が、
前記検知信号と前記反射波に基づき算出された、前記ミリ波センサから当該物体までの距離と角度の算出結果を取得する第１取得手段と、
前記取得した算出結果に基づき、当該検知エリアに対する前記物体の侵入を検知する検知手段と、
前記施設に対する入退場を制限されないユーザによって携行された無線タグ装置から所定形式の警報キャンセルデータを取得する第２取得手段と、
前記検知エリアに対する前記物体の侵入検知タイミングと前記警報キャンセルデータの取得タイミングの時間的な関係に基づき、警報発報の要否を判定する判定手段と、
前記判定手段において前記警報の発報が必要と判定された場合にのみ、音及び光の少なくとも一方を用いて前記施設の管理者に警報を発報するための処理を実行する警報発報手段と、
を有する、ことを特徴とする入退場管理システム。
前記施設に対する前記ユーザの入退場を管理する入退場管理装置と、
前記施設に対する入退場を制限されないユーザによって携行され、所定形式の警報キャンセルデータを出力する無線タグ装置と、
前記施設内の各出入口近傍に設置され、該当する出入口近傍の検知エリアを含む照射エリアに対してミリ波帯の検知信号を照射するとともに、当該照射された検知信号の当該照射エリア内に存在する物体による反射波を受信するミリ波センサと、
を有し、
前記入退場管理装置が、
前記検知信号と前記反射波に基づき算出された、前記ミリ波センサから当該物体までの距離と角度の算出結果を取得する第１取得手段と、
前記取得した算出結果に基づき、当該検知エリアに対する前記物体の侵入を検知する検知手段と、
前記施設に対する入退場を制限されないユーザによって携行された無線タグ装置から所定形式の警報キャンセルデータを取得する第２取得手段と、
前記検知エリアに対する前記物体の侵入検知タイミングと前記警報キャンセルデータの取得タイミングの時間的な関係に基づき、警報発報の要否を判定する判定手段と、
前記判定手段において前記警報の発報が必要と判定された場合にのみ、音及び光の少なくとも一方を用いて前記施設の管理者に警報を発報するための処理を実行する警報発報手段と、
を有する、ことを特徴とする入退場管理システム。
【請求項11】
実空間上に所在する各種施設に対するユーザの入退場を管理する入退場管理方法であって、
前記施設内の各出入口近傍に設置されたセンサによって、該当する出入口近傍の検知エリアを含む照射エリアに対してミリ波帯の検知信号を照射するとともに、当該照射された検知信号の当該照射エリア内に存在する物体による反射波を受信する第１ステップと、
前記検知信号と前記反射波に基づき、前記センサから当該物体までの距離と角度を少なくとも算出し、当該算出結果に基づき、前記検知エリアに対する前記物体の侵入を検知する第２ステップと、
前記施設に対する入退場を制限されないユーザによって携行された無線タグ装置から所定形式の警報キャンセルデータを取得する第３ステップと、
前記検知エリアに対する前記物体の侵入検知タイミングと前記警報キャンセルデータの取得タイミングの時間的な関係に基づき、警報発報の要否を判定する第４ステップと、
前記第４ステップにおいて前記警報の発報が必要と判定された場合にのみ音及び光の少なくとも一方を用いて前記施設の管理者に警報を発報するための処理を実行する第５ステップと、
を有する、ことを特徴とする入退場管理方法。
前記施設内の各出入口近傍に設置されたセンサによって、該当する出入口近傍の検知エリアを含む照射エリアに対してミリ波帯の検知信号を照射するとともに、当該照射された検知信号の当該照射エリア内に存在する物体による反射波を受信する第１ステップと、
前記検知信号と前記反射波に基づき、前記センサから当該物体までの距離と角度を少なくとも算出し、当該算出結果に基づき、前記検知エリアに対する前記物体の侵入を検知する第２ステップと、
前記施設に対する入退場を制限されないユーザによって携行された無線タグ装置から所定形式の警報キャンセルデータを取得する第３ステップと、
前記検知エリアに対する前記物体の侵入検知タイミングと前記警報キャンセルデータの取得タイミングの時間的な関係に基づき、警報発報の要否を判定する第４ステップと、
前記第４ステップにおいて前記警報の発報が必要と判定された場合にのみ音及び光の少なくとも一方を用いて前記施設の管理者に警報を発報するための処理を実行する第５ステップと、
を有する、ことを特徴とする入退場管理方法。
【請求項12】
実空間上に所在する各種施設に対するユーザの入退場を管理する入退場管理装置として機能するコンピュータシステムを、
前記施設内の各出入口近傍に設置され、該当する出入口近傍の検知エリアを含む照射エリアに対してミリ波帯の検知信号を照射するとともに、当該照射された検知信号の当該照射エリア内に存在する物体による反射波を受信するミリ波センサから当該物体までの距離と角度を示すデータであって、前記検知信号と前記反射波に基づき算出された前記距離と角度を示すデータを取得する第１取得手段、
前記取得したデータに基づき、当該検知エリアに対する前記物体の侵入を検知する検知手段、
前記施設に対する入退場を制限されないユーザによって携行された無線タグ装置から所定形式の警報キャンセルデータを取得する第２取得手段、
前記検知エリアに対する前記物体の侵入検知タイミングと前記警報キャンセルデータの取得タイミングの時間的な関係に基づき、警報発報の要否を判定する判定手段、
前記判定手段において前記警報の発報が必要と判定された場合にのみ、音及び光の少なくとも一方を用いて前記施設の管理者に警報を発報するための処理を実行する警報発報手段、
として機能させる、ことを特徴とするプログラム。
前記施設内の各出入口近傍に設置され、該当する出入口近傍の検知エリアを含む照射エリアに対してミリ波帯の検知信号を照射するとともに、当該照射された検知信号の当該照射エリア内に存在する物体による反射波を受信するミリ波センサから当該物体までの距離と角度を示すデータであって、前記検知信号と前記反射波に基づき算出された前記距離と角度を示すデータを取得する第１取得手段、
前記取得したデータに基づき、当該検知エリアに対する前記物体の侵入を検知する検知手段、
前記施設に対する入退場を制限されないユーザによって携行された無線タグ装置から所定形式の警報キャンセルデータを取得する第２取得手段、
前記検知エリアに対する前記物体の侵入検知タイミングと前記警報キャンセルデータの取得タイミングの時間的な関係に基づき、警報発報の要否を判定する判定手段、
前記判定手段において前記警報の発報が必要と判定された場合にのみ、音及び光の少なくとも一方を用いて前記施設の管理者に警報を発報するための処理を実行する警報発報手段、
として機能させる、ことを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、実空間上に所在する介護施設や医療機関、会議室、イベント会場等の各種施設に対する施設利用ユーザの入退場を管理する入退場管理装置などに関する。
【背景技術】
【0002】
従来、ユーザが携行可能な無線タグ装置（例えば、ＲＦＩＤ：Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ＩｄｅｎｔｉｆｉｅｒやＢＬＥ：Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ Ｌｏｗ Ｅｎｅｒｇｙ：登録商標のビーコン発信器等）を利用して、各種施設に対するユーザの入退場を監視し、管理するためのシステムが各種提案され、実用化されている（例えば、特許文献１）。この種の入退場管理システムにおいては、施設の出入口近傍及び施設内の各所に無線タグ装置のリーダ装置又は無線タグ装置によって発信されるビーコン信号を受信する受信装置を設け、無線タグ装置を携行したユーザが、施設出入口を通過する際に、リーダ装置又は受信機が無線タグ装置から情報を読み出すことで、各ユーザの出入口の通過状況や所在地を管理する方法が一般的となっている。
【0003】
一方、近年の高齢化社会においては、早いスピードで認知症患者の数が増加しており、認知症患者における行方不明者の増加と、身元不明認知症患者の保護回数増加が社会問題化している。このため、医療機関や介護施設等の施設において、認知症患者の無断外出を未然に防止して認知症患者を保護するための方法が各種提案されている（例えば、特許文献２及び３）。
【0004】
例えば、特許文献２に記載の徘徊者通報システムにおいては、認知症患者宅や介護施設等の屋内にポーリング信号を発信する監視装置を設置するとともに、認知症患者等のユーザに携帯型の通信端末装置を携行させ、監視装置の発信するポーリング信号を受信すると通信端末装置が応答信号を監視装置に返信し、監視装置は、ポーリング信号の発信後、所定時間内に応答信号を受信しない場合に、ユーザが無断で外出したものと判定して、ブザー音等により警報を発する構成が採用されている。また、特許文献２に記載のシステムにおいては、通信端末装置にバイタルセンサを設け、バイタルセンサによってユーザの生体情報が得られない場合に、ユーザが通信端末装置を身体から取り外したか、或いは、ユーザに健康上の問題が発生した可能性があることを検知する構成になっている。そして、バイタルセンサによって生体情報が取得されなくなった場合、及び、所定時間以上ポーリング信号を受信しない場合に、通信端末装置が監視装置に対して異常通報を行い、監視装置は、ポーリング信号の発信後、所定時間内に応答信号を受信しない場合、及び、通信端末装置から異常通報を受信した場合に、音及び光の少なくとも一方を用いて施設管理者（例えば、患者家族や施設運営スタッフ等）に対して該当するユーザが無断外出する可能性があること、又は、当該ユーザの健康状態に異変が発生している可能性があることを報知して、ユーザの健康を維持管理しつつ、無断外出を防止してユーザを保護する方法が採用されている。
【0005】
しかしながら、認知症患者においては、通信端末装置等のデジタル機器の携行を好まない者も多く、ユーザが通信端末装置の携行を完全に拒否してしまうと、上記特許文献２に記載の方法では、ユーザの状況把握を行うことができず、ユーザを保護することが難しい。このため、ユーザが通信端末装置の携行を拒否するようなケースにおいても無断外出の発生を防止するため、ユーザの衣服にランドリータグ型の無線タグ装置を取り付けて、ユーザが常時無線タグ装置を携行した状態に維持する方法も提案されている（特許文献３）。このシステムにおいては、施設内の各出入口に通信端末装置（受信機）を設置するとともに、スタッフルーム等に中央制御装置を設置して、通信端末装置がユーザの携行する無線タグ装置から標識ＩＤを含む信号を受信すると、自機の通信端末装置ＩＤ、又は、自機の設置された出入口に割り当てられた出入口ＩＤと当該受信した標識ＩＤを対応付けて中央制御装置に送信するようになっている。そして、中央制御装置が当該通信端末装置から受信した通信端末装置ＩＤ又は出入口ＩＤに基づき、信号の送信元となる通信端末装置の設置された出入口を特定するとともに、標識ＩＤに基づき無線タグ装置を携行するユーザを特定しつつ、ユーザの徘徊を検知して、徘徊が検知された場合に、中央制御装置がＩｏＴ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ ｏｆ Ｔｈｉｎｇｓ）機器と連動して、ユーザが徘徊していることを施設管理者に報知する構成が採用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開２００９－７７３５５号公報
【特許文献2】特開２００５－３１６７３５号公報
【特許文献3】特許第６４２６１３８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
しかしながら、無線タグ装置から発信される信号は所定形状の広がり（例えば
、略同心円状の球形状等）を持ちつつ、伝播する性質を有するため、特許文献３に記載のシステムでは、衣服に取り付けられた無線タグ装置によって発信される信号の受信可能範囲が施設内の通路にも及んでしまう可能性がある。この場合には、ユーザが単に通路を歩行しているだけであるにも関わらず、無線タグ装置から発信された信号が出入口に設置された通信端末装置に受信され、誤報が発生する可能性があり、施設管理者の業務負担増大につながる可能性がある。また、特許文献３に記載のシステムを実際に運用する場合には、中央制御装置において各ユーザが携行する無線タグ装置とユーザを紐付けて管理する必要があり、ユーザ情報の管理が煩雑になる。特に、例えば、施設の規模が大きくなり、施設入所ユーザの人数が多くなった場合には、ユーザ情報の管理量がそれに伴って増大するばかりでなく、通常ユーザは、衣服を複数枚所有しているため、各ユーザが所有する全ての衣服に取り付けられた全無線タグ装置を、当該衣服を所有するユーザに紐付けつつ、中央制御装置において管理しようとすると、ユーザ情報の管理が非常に煩雑になる可能性があるとともに、多数の衣服に無線タグ装置を取り付ける作業は、施設管理者の業務負担増大につながる。
、略同心円状の球形状等）を持ちつつ、伝播する性質を有するため、特許文献３に記載のシステムでは、衣服に取り付けられた無線タグ装置によって発信される信号の受信可能範囲が施設内の通路にも及んでしまう可能性がある。この場合には、ユーザが単に通路を歩行しているだけであるにも関わらず、無線タグ装置から発信された信号が出入口に設置された通信端末装置に受信され、誤報が発生する可能性があり、施設管理者の業務負担増大につながる可能性がある。また、特許文献３に記載のシステムを実際に運用する場合には、中央制御装置において各ユーザが携行する無線タグ装置とユーザを紐付けて管理する必要があり、ユーザ情報の管理が煩雑になる。特に、例えば、施設の規模が大きくなり、施設入所ユーザの人数が多くなった場合には、ユーザ情報の管理量がそれに伴って増大するばかりでなく、通常ユーザは、衣服を複数枚所有しているため、各ユーザが所有する全ての衣服に取り付けられた全無線タグ装置を、当該衣服を所有するユーザに紐付けつつ、中央制御装置において管理しようとすると、ユーザ情報の管理が非常に煩雑になる可能性があるとともに、多数の衣服に無線タグ装置を取り付ける作業は、施設管理者の業務負担増大につながる。
【0008】
本発明は、以上説明した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、施設管理者の業務負担を軽減しつつ、煩雑なユーザ情報の管理を簡略化するとともに、通信端末装置の不所持等の条件に依存することなく、誤報の発生を防止しながら各種施設に対するユーザの入退場を管理することが可能な入退場管理装置等を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0009】
（１）上述した課題を解決するため、本発明の入退場管理装置は、実空間上に所在する各種施設に対するユーザの入退場を管理する入退場管理装置であって、前記施設内の各出入口近傍に設置され、該当する出入口近傍の検知エリアを含む照射エリアに対してミリ波帯の検知信号を照射するとともに、当該照射された検知信号の当該照射エリア内に存在する物体による反射波を受信するミリ波センサと、前記検知信号と前記反射波に基づき、前記ミリ波センサから当該物体までの距離と角度を少なくとも算出する算出手段と、前記算出結果に基づき、前記検知エリアに対する前記物体の侵入を検知する検知手段と、前記施設に対する入退場を制限されないユーザによって携行された無線タグ装置から所定形式の警報キャンセルデータを取得する取得手段と、前記検知エリアに対する前記物体の侵入検知タイミングと前記警報キャンセルデータの取得タイミングの時間的な関係に基づき、警報発報の要否を判定する判定手段と、前記判定手段において前記警報の発報が必要と判定された場合にのみ音及び光の少なくとも一方を用いて前記施設の管理者に警報を発報するための処理を実行する警報発報手段と、を有する構成を有している。
【0010】
この構成により、本発明の入退場管理装置は、施設の出入口近傍に対してミリ波センサにより検知エリアを形成し、当該検知エリアにユーザが侵入すると警報を発報することができるので、無断で出入口を通過しようとするユーザが存在する場合には、当該ユーザの通信端末装置の携行の有無とは無関係に警報を発報することができ、例えば、施設入所ユーザの無断外出を未然に防止できる他、入場権限のないユーザが施設内に不正に入場することを防止することができる。
【0011】
また、本発明の入退場管理装置は、ミリ波センサによって施設出入口近傍の限られたエリアに検知エリアを含む照射エリアを絞り込みつつ、検知エリアへの侵入を検知することができるので、ユーザが単に通路を通過しているだけの場合にユーザが無断で外出しようとしているものと誤って検知され、誤報が発生することを防止できる。特に、３０～３００ＧＨｚ程度の周波数を持つミリ波帯の電磁波は、光に近い性質を有し、高い直進性を有するので、送信用アンテナ（図５参照）の視野角を調整することで指向性を調整し、その照射範囲を略扇状の領域に調整できる（図２参照）。従って、本発明の構成によれば、出入口近傍の狭い照射エリアにのみ検知信号を照射して、検知エリアを出入口近傍の狭いエリアに絞り込みつつ、検知エリアに対するユーザの侵入を検知することができる。
【0012】
さらに、本発明の入退場管理装置は、例えば、施設の運営スタッフや外来客、外出を許可された施設入所ユーザ等、当該施設に対する入退場を制限されないユーザに無線タグ装置を携行させることにより、当該ユーザが検知エリアに侵入した場合であっても警報の発報をキャンセルすることができる。この結果、本発明の入退場管理装置によれば、これらユーザの侵入検知時に警報は発報されず、誤報を確実に防止できるとともに、施設利用ユーザ全員の情報を装置側にて管理する必要がないので、施設利用ユーザの数が増加することによってユーザ情報の管理が煩雑化することを防止できる。なお、本発明において、検知エリアに対する物体の侵入検知タイミングと警報キャンセルデータの取得タイミングの時間的な関係に基づき、警報発報の要否を判定する際の具体的な方法は任意であり、例えば、（１）無線タグ装置から警報キャンセルデータが取得された際に、当該取得タイミングから所定時間（例えば、１秒間等）を警報のキャンセル有効期間（以下、「警報キャンセル有効期間」という。）と予め定めて、当該警報キャンセル有効期間内に侵入検知タイミングが到来した場合（すなわち、当該警報キャンセル有効期間中に物体の侵入検知された場合）に警報の発報をキャンセルするものと判定する方法（以下、「判定方法１」という。）と、（２）物体の侵入検知タイミングから所定期間（例えば、１秒間）内に警報キャンセルデータが取得された場合に、警報の発報をキャンセルするものと判定する方法（以下、「判定方法２」という。）と、これらを組み合わせた方法等が想定されるが、この点については、後に詳述する。
【0013】
この結果、本発明の入退場管理装置は、施設管理者の業務負担を軽減しつつ、煩雑なユーザ情報の管理を簡略化するとともに、通信端末装置の不所持等の条件に依存することなく、誤報の発生を防止しながら各種施設に対するユーザの入退場を管理することが可能となる。
【0014】
（２）また、上記構成において、前記取得手段が、前記警報キャンセルデータとして、前記無線タグ装置から発信される所定形式のビーコン信号を受信するとともに、前記判定手段が、当該ビーコン信号が受信された際の受信電界強度に応じて当該ビーコン信号の送信元の前記無線タグ装置が前記出入口近傍の有効エリア内に所在するか否かを判定し、（ａ）当該判定結果及び（ｂ）前記物体の侵入検知タイミングと前記警報キャンセルデータの取得タイミングの時間的な関係に基づき前記警報発報の要否を判定する構成を採用してもよい。
【0015】
この構成により、無線タグ装置を例えばＢＬＥのビーコン発信器やアクティブ型のＲＦＩＤなどの既存の装置で構成することができるので、システム構成を簡略化してシステム構築及び運用時における費用を削減できる。また、この構成により、無線タグ装置が有効エリア内に所在する場合にのみ、警報の発報をキャンセルすることもできるので、ビーコン信号の受信可能エリアが大きい場合（例えば、１０ｍ～数１０ｍ）であっても、該当する検知エリア近傍に所在する無線タグ装置によって発信されたビーコン信号を受信した場合に限り、警報の発報をキャンセルし、当該検知エリアから離れた位置に所在する無線タグ装置の発信するビーコン信号により警報の発報が誤ってキャンセルされてしまうような事態の発生を防止することもできる。
【0016】
（３）また、請求項１又は２に記載の構成において、前記判定手段が、前記警報キャンセルデータの取得タイミングから予め定められた第１時間内に前記侵入検知タイミングが到来した場合に、前記警報の発報を不要と判定する一方、前記第１時間内に前記侵入検知タイミングが到来しない場合に、前記警報の発報を必要と判定する構成を採用してもよい。
【0017】
この構成により、本発明の入退場管理装置は、無線タグ装置から警報キャンセルデータが取得された場合に当該取得タイミングから所定時間（例えば、１秒間等）を警報キャンセル有効期間（第１時間）と予め定めて、当該期間中に物体侵入検知タイミングが到来した場合に警報の発報をキャンセルするものと判定する一方、警報キャンセル有効期間外に侵入検知タイミングが到来すると警報の発報を必要と判定し、上記判定方法１を実現できる。
【0018】
（４）また、請求項１又は２に記載の構成において、前記判定手段が、前記侵入検知タイミングから予め定められた第２時間内に前記警報キャンセルデータが取得された場合に、前記警報の発報を不要と判定する一方、前記第２時間内に前記警報キャンセルデータが取得されない場合に、前記警報の発報を必要と判定する構成としてもよい。
【0019】
この構成により、本発明の入退場管理装置は、物体の侵入検知タイミングから所定期間（例えば、１秒間）を予め第２時間と定めて当該第２時間内に警報キャンセルデータが取得された場合に、警報の発報をキャンセルするものと判定する一方、当該第２時間内に警報キャンセルデータが取得されない場合に、警報の発報を必要と判定し、上記判定方法２を実現できる。
【0020】
（５）また、請求項１～４のいずれか１項に記載の構成において、前記算出手段が、前記物体までの距離と角度を算出するとともに、当該物体の移動速度を算出し、前記検知手段が、前記算出結果に基づき、前記検知エリアに侵入した前記物体が前記出入口を通過しようとしているか否かを検知し、前記判定手段が、前記検知手段によって前記出入口を通過しようとしている前記物体が検知された場合にのみ、前記検知エリアに対する前記物体の侵入検知タイミングと前記警報キャンセルデータの取得タイミングの時間的な関係に基づき、警報発報の要否を判定する構成としてもよい。
【0021】
この構成により、本発明の入退場管理装置は、ユーザの行動をトラッキングしつつ、検知エリアに侵入したユーザが出入口を通過しようとしている場合にのみ警報を発報できるので、例えば、出入口を通過する意図がなく、単に出入口近傍の通路やホール等をうろついているだけのユーザが誤って検知エリアに侵入したケースや、ユーザが出入口前を横切る方向に検知エリアを通過したようなケース、検知エリア内で停滞し留まっているユーザが存在するケース等を警報発報の要否判定対象から除外して、入退場管理装置の処理負担を軽減しつつ、誤報の発生を確実に防止することができる。
【0022】
（６）また、請求項１～５のいずれか１項に記載の構成において、前記照射エリア内の一部に長方形又は台形の前記検知エリアを設定するための距離情報及び角度情報を含む検知エリア設定データを記憶した記憶手段をさらに有し、前記検知手段が、前記算出された距離が前記距離情報により規定される距離範囲内であり、且つ、前記算出された角度が前記角度情報により規定される角度範囲内である場合に、当該物体が前記検知エリア内に侵入したものと検知する構成としてもよい。
【0023】
この構成により、本発明の入退場管理装置は、距離情報及び角度情報を含む検知エリア設定データに基づき、出入口近傍の狭いエリアに長方形又は台形の検知エリアを設定しつつ、検知エリアに対するユーザの侵入を検知することができるので、簡易な構成にて誤報の発生を確実に防止することができる。
【0024】
（７）また、請求項６に記載の構成において前記ミリ波センサが、前記施設の床部から１００±１０ｃｍ程度の高さに設置されるとともに、該当する前記出入口に向けて前記検知信号を照射し、前記検知手段が、前記算出結果と前記検知エリア設定データに基づき、前記検知エリアに対する物体の侵入を検知する構成としてもよい。
【0025】
この構成により、本発明入退場管理装置は、ユーザの腰から背中程度の高さで検知信号を照射できる。特に、送信用アンテナにより指向性を持たせた場合であってもビームは広がり、例えば、送信用アンテナの視野角を±１０°程度に設定しても、送信用アンテナから３ｍ先では±５０ｃｍ程度に広がるのでユーザの腰から背中程度の高さでレーダ波を照射することにより、検知エリアに対する物体（ユーザ）の侵入を確実に検知することができる。また、ミリ波センサの設置高さに依存して発生する仰角エラーを補正する必要も生じないので、容易に検知エリアを設定できる。
【0026】
（８）また、請求項６に記載の構成において、前記記憶手段には、前記ミリ波センサの設置された高さに依存して発生する仰角エラーに応じた前記距離情報を含む前記検知エリア設定データが記憶され、前記検知手段が、前記仰角エラーに応じた距離情報を含む前記検知エリア設定データに基づき検知エリアを設定して、前記仰角エラーを補正しつつ前記検知エリアに対する物体の侵入を検知する構成としてもよい。
【0027】
この構成により、本発明の入退場管理装置は、仰角エラーを補正しつつ、検知エリアを設定できるので、ミリ波センサを設置する高さの影響を受けることなく、意図した位置に検知エリアを設定することができる。
【0028】
（９）また、請求項１～８のいずれか１項に記載の構成において前記施設が医療機関又は介護施設であるとともに前記ユーザが当該施設に入所しているユーザであり、前記警報発報手段が、前記警報を発報する際に、当該施設に入所しているユーザが無断で外出しようとしている可能性があることを前記管理者に報知する構成としてもよい。
【0029】
この構成により、本発明の入退場管理装置は、医療機関や介護施設等の施設において、施設入所ユーザの無断外出を確実に防止して、施設入所ユーザの保護を実現できる。
【0030】
（１０）また、本発明の入退場管理システムは、実空間上に所在する各種施設に対するユーザの入退場を管理する入退場管理システムであって、前記施設に対する前記ユーザの入退場を管理する入退場管理装置と、前記施設に対する入退場を制限されないユーザによって携行され、所定形式の警報キャンセルデータを出力する無線タグ装置と、前記施設内の各出入口近傍に設置され、該当する出入口近傍の検知エリアを含む照射エリアに対してミリ波帯の検知信号を照射するとともに、当該照射された検知信号の当該照射エリア内に存在する物体による反射波を受信するミリ波センサと、を有し、前記入退場管理装置が、前記検知信号と前記反射波に基づき算出された、前記ミリ波センサから当該物体までの距離と角度の算出結果を取得する第１取得手段と、前記取得した算出結果に基づき、当該検知エリアに対する前記物体の侵入を検知する検知手段と、前記施設に対する入退場を制限されないユーザによって携行された無線タグ装置から所定形式の警報キャンセルデータを取得する第２取得手段と、前記検知エリアに対する前記物体の侵入検知タイミングと前記警報キャンセルデータの取得タイミングの時間的な関係に基づき、警報発報の要否を判定する判定手段と、前記判定手段において前記警報の発報が必要と判定された場合にのみ、音及び光の少なくとも一方を用いて前記施設の管理者に警報を発報するための処理を実行する警報発報手段と、を有する構成を有している。
【0031】
この構成により、本発明の入退場管理システムは、例えば、上記判定方法１及び２の少なくとも一方の判定方法による判定結果に応じて、警報を発報し、又は、警報の発報をキャンセルすることにより、施設管理者の業務負担を軽減しつつ、煩雑なユーザ情報の管理を簡略化するとともに、通信端末装置の不所持等の条件に依存することなく、誤報の発生を防止しながら各種施設に対するユーザの入退場を管理することが可能となる。
【0032】
（１１）また、本発明の入退場管理方法は、実空間上に所在する各種施設に対するユーザの入退場を管理する入退場管理方法であって、前記施設内の各出入口近傍に設置されたセンサによって、該当する出入口近傍の検知エリアを含む照射エリアに対してミリ波帯の検知信号を照射するとともに、当該照射された検知信号の当該照射エリア内に存在する物体による反射波を受信する第１ステップと、前記検知信号と前記反射波に基づき、前記センサから当該物体までの距離と角度を少なくとも算出し、当該算出結果に基づき、前記検知エリアに対する前記物体の侵入を検知する第２ステップと、前記施設に対する入退場を制限されないユーザによって携行された無線タグ装置から所定形式の警報キャンセルデータを取得する第３ステップと、前記検知エリアに対する前記物体の侵入検知タイミングと前記警報キャンセルデータの取得タイミングの時間的な関係に基づき、警報発報の要否を判定する第４ステップと、前記第４ステップにおいて前記警報の発報が必要と判定された場合にのみ音及び光の少なくとも一方を用いて前記施設の管理者に警報を発報するための処理を実行する第５ステップと、を有する構成を有する。
【0033】
この構成により、本発明の入退場管理方法は、例えば、上記判定方法１及び２の少なくとも一方の判定方法による判定結果に応じて、警報を発報し、又は、警報の発報をキャンセルすることにより、施設管理者の業務負担を軽減しつつ、煩雑なユーザ情報の管理を簡略化するとともに、通信端末装置の不所持等の条件に依存することなく、誤報の発生を防止しながら各種施設に対するユーザの入退場を管理することが可能となる。
【0034】
（１２）また、本発明プログラムは、実空間上に所在する各種施設に対するユーザの入退場を管理する入退場管理装置として機能するコンピュータシステムを、前記施設内の各出入口近傍に設置され、該当する出入口近傍の検知エリアを含む照射エリアに対してミリ波帯の検知信号を照射するとともに、当該照射された検知信号の当該照射エリア内に存在する物体による反射波を受信するミリ波センサから当該物体までの距離と角度を示すデータであって、前記検知信号と前記反射波に基づき算出された前記距離と角度を示すデータを取得する第１取得手段、前記取得したデータに基づき、当該検知エリアに対する前記物体の侵入を検知する検知手段、前記施設に対する入退場を制限されないユーザによって携行された無線タグ装置から所定形式の警報キャンセルデータを取得する第２取得手段、前記検知エリアに対する前記物体の侵入検知タイミングと前記警報キャンセルデータの取得タイミングの時間的な関係に基づき、警報発報の要否を判定する判定手段、前記判定手段において前記警報の発報が必要と判定された場合にのみ、音及び光の少なくとも一方を用いて前記施設の管理者に警報を発報するための処理を実行する警報発報手段、として機能させる。
【発明の効果】
【0035】
本発明の入退場管理装置、入退場管理システム、入退場管理方法及びプログラムは、施設管理者の業務負担を軽減しつつ、煩雑なユーザ情報の管理を簡略化するとともに、通信端末装置の不所持等の条件に依存することなく、誤報の発生を防止しながら各種施設に対するユーザの入退場を管理することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0036】
【図1】本発明に係る入退場管理システムの第１実施形態における構成例を示すシステム構成図である。
【図2】第１実施形態における入退場管理システムの出入口近傍におけるレーダ波の照射エリアと検知エリアの位置関係を示すイメージ図である。
【図3】第１実施形態における入退場管理システムの概要動作を示すイメージ図である。
【図4】第１実施形態の管理サーバ装置に設けられる出入口管理データベースに格納されるデータの一例を示す図である。
【図5】第１実施形態におけるミリ波センサの一構成例を示すブロック図である。
【図6】第１実施形態のミリ波センサによって送信されるＦＭＣＷ方式のレーダ波を説明するための図であり、（Ａ）には、レーダ波として送信されるチャープ信号（ＴＸＣｈｉｒｐ）の周波数－時間特性を示し、（Ｂ）の上側には、ミリ波センサの送信用アンテナから送信したＴＸＣｈｉｒｐと、物体（ユーザ）により反射され、受信用アンテナにより受信したチャープ信号（ＲＸＣｈｉｒｐ）の関係、（Ｂ）の下側には、ＴＸＣｈｉｒｐ及びＲＸＣｈｉｒｐとミキサから出力されるＩＦ（中間周波数）信号との関係、（Ｃ）には、物体の移動速度算出のためにレーダ波として送信するチャープフレームの構成を示している。
【図7】第１実施形態における入退場管理装置の一構成例を示すブロック図である。
【図8】（Ａ）及び（Ｂ）は、第１実施形態における入退場管理装置の検知エリア設定部において検知エリアを設定する際の設定方法ａ及びｂの原理を説明するイメージ図である。
【図9】ミリ波センサの設置位置に応じて発生する仰角エラーを説明するための図であり、（Ａ）には、ｈ１の高さにミリ波センサを設置した場合に、ｈ２の高さにて発生する仰角エラーを示し、（Ｂ）には、対象物の上側（施設天井側）と下側（施設床側）において発生する仰角エラーの違いを示している。
【図10】第１実施形態の入退場管理装置において実行されるメイン処理を示すフローチャートである。
【図11】第１実施形態の入退場管理装置において実行されるキャンセルサブ処理を示すフローチャートである。
【図12】第２実施形態の入退場管理システムにおける概要動作を示すタイミングチャートである。
【図13】第２実施形の入退場管理装置において実行されるメイン処理を示すフローチャートである。
【図14】第２実施形態の入退場管理装置において実行されるキャンセルサブ処理を示すフローチャートである。
【図15】１×１２ＳＩＭＯ（Ｓｉｎｇｌｅ Ｉｎｐｕｔ Ｍｕｌｔｉ Ｏｕｔｐｕｔ）方式を採用した変形例５のミリ波センサの構成を示す図である。
【図16】３×４ＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉ－Ｉｎｐｕｔ Ｍｕｌｔｉ－Ｏｕｔｐｕｔ）方式を採用した変形例５のミリ波センサの構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0037】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態について説明する。なお、以下の実施形態は、実空間上に存在する介護施設において、施設入所ユーザの無断外出を防止する機能を実現するためのシステムに対し、本発明に係る入退場管理装置、入退場管理システム及び入退場管理方法を適用した場合の実施形態である。但し、以下に説明する実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではなく、本実施形態で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。
【0038】
［Ａ］第１実施形態
［Ａ－１］入退場管理システム１の構成及び概要
まず、図１～４を用いて、本発明の第１実施形態における入退場管理システム１の構成及び概要について説明する。なお、図１は、本実施形態の入退場管理システム１の一構成例を示すシステム構成図、図２は、本実施形態の入退場管理システム１において施設Ｆの出入口ＥＥの近傍におけるレーダ波ＲＷの照射エリアＩＡと検知エリアＤＡの位置関係を示すイメージ図、図３は、本実施形態の入退場管理システム１の概要動作を示すイメージ図、図４は、本実施形態の管理サーバ装置４０に設けられる出入口管理ＤＢ４１２に格納されるデータの一例を示す図である。また、図１～３においては、図面が煩雑になることを防止するため、一部のユーザ（例えば、施設入所ユーザや施設運営スタッフ等）、無線タグ装置３０、通信端末装置５０及び出入口ＥＥのみを表示している。すなわち、入退場管理システム１には、図示するよりも多くのユーザ、無線タグ装置３０及び通信端末装置５０が存在するとともに、実際の施設Ｆには、図示するよりも多くの出入口ＥＥが設けられ、各出入口ＥＥの近傍には、各々、入退場管理装置１０とミリ波センサ２０が設けられている。なお、各出入口ＥＥに設けるミリ波センサ２０の台数については任意であり、各々異なる角度から検知エリアＤＡに対してレーダ波ＲＷを照射する複数台のミリ波センサ２０を設置するようにしてもよいが、本実施形態においては、発明の理解を容易にするため、各出入口ＥＥに１台のミリ波センサ２０が設けられているものとして説明を行う。また、本実施形態のレーダ波ＲＷは、例えば、本発明の「検知信号」に相当する。
［Ａ－１］入退場管理システム１の構成及び概要
まず、図１～４を用いて、本発明の第１実施形態における入退場管理システム１の構成及び概要について説明する。なお、図１は、本実施形態の入退場管理システム１の一構成例を示すシステム構成図、図２は、本実施形態の入退場管理システム１において施設Ｆの出入口ＥＥの近傍におけるレーダ波ＲＷの照射エリアＩＡと検知エリアＤＡの位置関係を示すイメージ図、図３は、本実施形態の入退場管理システム１の概要動作を示すイメージ図、図４は、本実施形態の管理サーバ装置４０に設けられる出入口管理ＤＢ４１２に格納されるデータの一例を示す図である。また、図１～３においては、図面が煩雑になることを防止するため、一部のユーザ（例えば、施設入所ユーザや施設運営スタッフ等）、無線タグ装置３０、通信端末装置５０及び出入口ＥＥのみを表示している。すなわち、入退場管理システム１には、図示するよりも多くのユーザ、無線タグ装置３０及び通信端末装置５０が存在するとともに、実際の施設Ｆには、図示するよりも多くの出入口ＥＥが設けられ、各出入口ＥＥの近傍には、各々、入退場管理装置１０とミリ波センサ２０が設けられている。なお、各出入口ＥＥに設けるミリ波センサ２０の台数については任意であり、各々異なる角度から検知エリアＤＡに対してレーダ波ＲＷを照射する複数台のミリ波センサ２０を設置するようにしてもよいが、本実施形態においては、発明の理解を容易にするため、各出入口ＥＥに１台のミリ波センサ２０が設けられているものとして説明を行う。また、本実施形態のレーダ波ＲＷは、例えば、本発明の「検知信号」に相当する。
【0039】
図１～３に示すように本実施形態の入退場管理システム１は、（ａ）施設Ｆの各出入口ＥＥの近傍に設置された複数のミリ波センサ２０と、（ｂ）各々対応するミリ波センサ２０に接続され、ミリ波センサ２０による検出結果に応じて自機の設置された各出入口ＥＥを利用したユーザの入退場を管理する複数の入退場管理装置１０と、（ｃ）施設Ｆへの入退場を制限されないユーザ（例えば、施設管理者や外来者、外出許可を得ている施設入所ユーザ等）によって携行され、例えば、自機に対応するタグＩＤ等のデータを含む、所定形式のビーコン信号を発信する複数の無線タグ装置３０と、（ｄ）各出入口ＥＥに設置された入退場管理装置１０に通信接続され、入退場管理システム１の各部を統合管理する管理サーバ装置４０と、（ｅ）施設Ｆの管理者（例えば、運営スタッフ等）によって携行される複数の通信端末装置５０と、を有し、ミリ波センサ２０によって出入口ＥＥ近傍の検知エリアＤＡを含む照射エリアＩＡ（図２等においてチェック模様の網掛けにて表示）に対してミリ波帯（３０～３００ＧＨｚ程度の周波数帯）のレーダ波ＲＷを照射（発射、送信）することによって、検知エリアＤＡ（図２等において斜線模様の網掛けにて表示）に対する物体（ユーザ）の侵入を検知し（図３ステップ［１］）、検知エリアＤＡに対する物体の侵入が検知された際に、入退場管理装置１０が通信端末装置５０に警報信号を送信して（図３ステップ［３］）、施設入所ユーザが無断で外出する可能性があることを音及び光の少なくとも一方を用いつつ、通信端末装置５０にて管理者に報知（すなわち、警報の発報）するためのものである。なお、入退場管理装置１０が検知エリアＤＡに対する物体の侵入を検知する際の具体的な方法及び原理に関しては、後に詳述する。また、警報信号の形式及び通信端末装置５０における警報の具体的な発報方法に関しては任意であるが、本実施形態においては、説明を具体化するため、検知エリアＤＡに対する物体の侵入検知時に入退場管理装置１０が、自機の設置された出入口ＥＥ（すなわち、物体の侵入が検知された出入口ＥＥ）の出入口名又は当該出入口ＥＥの施設Ｆ内における位置情報（後述する）を含む警報信号を通信端末装置５０に送信し、通信端末装置５０は、入退場管理装置１０から受信した警報情報に基づき物体の侵入が検知された出入口ＥＥの出入口名等を表示させつつ、音及び光の少なくも一方を用いてどの出入口ＥＥで無断外出が発生する可能性があるのかを管理者に報知する構成が採用されているものとして説明を行う。
【0040】
但し、施設Ｆに対する入退場を制限されないユーザが検知エリアＤＡ内に侵入した場合にまで入退場管理装置１０が通信端末装置５０に警報信号を送信してしまうと、無断外出が発生する可能性がないにも関わらず、通信端末装置５０にて警報が発報され、管理者に無駄な負担がかかる可能性がある。そこで、本実施形態の入退場管理システム１においては、施設Ｆに対する入退場を制限されないユーザに対しては、予め無線タグ装置３０を配布して携行させ（以下、無線タグ装置３０を携行するユーザを「携行ユーザ」という。）、検知エリアＤＡに対するユーザの侵入検知後、予め定められた警報のキャンセル設定時間（例えば、１秒間等、以下、「設定時間」という。）以内に入退場管理装置１０が無線タグ装置３０によって発信されたビーコン信号を受信すると（図３ステップ［２］）、通信端末装置５０に対する警報信号の送信をキャンセルする構成を採用することとした。すなわち、本実施形態においては、上記判定方法２に対応する警報発報の要否判定が実現される。なお、本実施形態の「設定時間」は、例えば、本発明の「第２時間」に相当するとともに、「ビーコン信号」は、例えば、本発明の「警報キャンセルデータ」に相当する。
【0041】
ここで、無線タグ装置３０によって送信されるビーコン信号の受信可能エリアは、ＢＬＥなどの通信方式においては、約１０ｍ程度に設定されることから、検知エリアＤＡへの侵入検知後、設定時間内にビーコン信号を受信した全てのケースで警報の発報をキャンセルしてしまうと、当該検知エリアＤＡの近傍に所在しない無線タグ装置３０の発信したビーコン信号により、誤って警報の発報がキャンセルされてしまう可能性を排除できない。
【0042】
そこで、本実施形態の入退場管理システム１においては、入退場管理装置１０が、ビーコン信号受信時の受信電界強度に基づき、当該ビーコン信号の送信元無線タグ装置３０が検知エリアＤＡ近傍の有効エリアＥＡ内に所在するか否かを判定して（図３参照）、当該無線タグ装置３０が有効エリアＥＡ内に所在するものと判定された場合にのみ、警報の発報をキャンセルする構成を採用することとした。なお、ビーコン信号の受信可能エリアは、例えば、受信電力が－９０ｄｂｍ（デシベルミリワット）で１０ｍ程度となるのに対して、有効エリアＥＡは、これよりも小さく、且つ、検知エリアＤＡよりも大きい５ｍ程度となるように、受信電力を－８０ｄｂｍ程度に設定することが望ましい（図３参照）。
【0043】
この構成により、本実施形態の入退場管理装置１０は、ユーザの侵入が検知された検知エリアＤＡ近傍に所在する無線タグ装置３０によって発信されたビーコン信号が受信された場合にのみ、警報信号の送信をキャンセルできるので、当該出入口ＥＥの近傍に所在しない無線タグ装置３０（例えば、違う出入口ＥＥや施設Ｆ内の違う場所に所在する無線タグ装置３０等）によって送信されたビーコン信号によって警報の発報がキャンセルされることを確実に防止できる。また、有効エリアＥＡを５ｍ程度に設定した場合には、管理者等が対応する出入口ＥＥ近傍に所在することとなるので、所謂共連れによって施設入所ユーザが出入口ＥＥを通過しようとしても、目視にて確認して、無断外出の発生を防止することができる。
【0044】
以上説明した構成により本実施形態の入退場管理システム１は、無線タグ装置３０を未携行のユーザ（すなわち、外出許可を得ていない施設入所ユーザ等）が検知エリアＤＡに侵入すると警報が発報される一方、携行ユーザが検知エリアＤＡ内に侵入した場合には、警報の発報をキャンセルできるので、誤報の発生を防止しつつ、施設入所ユーザの無断外出を確実に防止できる。また、本実施形態の入退場管理システム１は、ミリ波センサ２０によって検知エリアＤＡを出入口ＥＥ近傍の限られたエリアに設定できるので、施設入所ユーザが単に施設Ｆ内の通路を歩行しているだけで警報が発報されることを防止できる。
【0045】
特に、３０～３００ＧＨｚ程度の周波数を有するミリ波帯の電磁波（すなわち、レーダ波ＲＷ）は、高い直進性有し、後述する送信用アンテナＴＸＡ（図５参照）の視野角を調整することにより、レーダ波ＲＷの照射角を絞り込むことができるので、図２のように略扇形状の照射エリアＩＡにのみレーダ波ＲＷを照射して、出入口ＥＥ近傍に適切なサイズの検知エリアＤＡを設定することができる。
【0046】
係る機能を実現するため、本実施形態の入退場管理システム１においては、図１～３に例示するように、レーダ波ＲＷが出入口ＥＥのドアＥＥＤ（すなわち、開口部）に向けて照射される位置にミリ波センサ２０が設置されており、このミリ波センサ２０が、検知エリアＤＡを含む出入口ＥＥ近傍の照射エリアＩＡに対してレーダ波ＲＷを照射しつつ、照射エリアＩＡ内に存在する物体（ユーザ）によって反射されたレーダ波ＲＷの反射波を受信して、検知エリアＤＡに対するユーザの侵入を検知する。なお、ミリ波センサ２０の具体的な設置位置に関しては後に詳述する。
【0047】
特に、本実施形態に特徴的な事項としてミリ波センサ２０は、ＦＭＣＷ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｍｏｄｕｌａｔｅｄ Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｗａｖｅ：周波数変調連続波）方式の信号（所謂、チャープ信号）をレーダ波ＲＷとして照射するとともに、照射したレーダ波ＲＷと反射波に基づきミリ波センサ２０から当該物体までの距離、当該物体の移動速度及び当該物体までの角度を算出する構成になっている。そして、入退場管理装置１０は、当該算出した距離と角度に基づき、照射エリアＩＡ内に設定された検知エリアＤＡにユーザが侵入したか否かを判定する。なお、照射エリアＩＡ内に検知エリアＤＡを設定する具体的な方法に関しては後に詳述する。また、距離、速度及び角度の算出は、ミリ波センサ２０が入退場管理装置１０と連動して算出するようにしてもよいが、本実施形態においては、装置構成を簡略化して理解を容易にするため、ミリ波センサ２０単体で距離、速度及び角度を算出し、当該算出した距離等に関するデータを入退場管理装置１０に供給するものとして説明を行い、入退場管理装置１０側において距離等を算出する構成に関しては変形例３にて詳述する。
【0048】
［Ａ－２］入退場管理システム１の概略構成
ミリ波センサ２０は、所謂、ＳＩＭＯ（Ｓｉｎｇｌｅ Ｉｎｐｕｔ Ｍｕｌｔｉ Ｏｕｔｐｕｔ）方式のミリ波センサであり、レーダ波ＲＷを送信するための１つの送信用アンテナＴＸＡと、照射エリアＩＡ内に所在する物体によるレーダ波ＲＷの反射波を受信するための２つの受信用アンテナＲＸＡ１、ＲＸＡ２（以下、各受信用アンテナを特に特定する必要がない場合、「受信用アンテナＲＸＡ」という。）及び各受信用アンテナＲＸＡに対応する第１及び第２受信部２４－１及び２４－２等を有し、自機の設置された出入口ＥＥ近傍の照射エリアＩＡに対して１本の送信用アンテナＴＸＡによりレーダ波ＲＷを照射（送信）するとともに、検知エリアＤＡ内に所在する物体によって反射されたレーダ波ＲＷの反射波を２本の受信用アンテナＲＸＡにより受信し、送信信号（すなわち、レーダ波ＲＷ）と反射波に基づき、自機から物体までの距離、当該物体の移動速度及び自機から物体までの角度を算出する。なお、ミリ波センサ２０において距離、速度及び角度を算出する方法に関しては後に詳述する。また、照射エリアＩＡ内に物体が存在しない場合、レーダ波ＲＷは、出入口ドアＥＥＤや施設Ｆ内の壁等の反射物によって反射され、受信用アンテナＲＸＡにより受信されるが、これらの反射物は検知エリアＤＡの外側に存在するため、検知エリアＤＡにユーザが侵入したものと判定されることはなくなっている。また、後述のようにミリ波センサ２０における角度検出時の角度分解能θＲｅｓ（すなわち、同距離に存在する２つの物体を分離検出可能な最小角度）は、受信用アンテナＲＸＡの数に応じて変化し、アンテナ数が多いほど、高い角度分解能θＲｅsを実現できる。従って、高い角度分解能θＲｅsを実現するためには、例えば１×１２のＳＩＭＯ方式や３×４のＭＩＭＯ方式を採用することが望ましいが、これらの方式を採用する場合には、装置構成が複雑化するため、本実施形態においては、ミリ波センサ２０として１×２のＳＩＭＯ方式を採用するミリ波センサ２０を利用するものとして説明を行い、１×１２ＳＩＭＯの方式及び３×４のＭＩＭＯ方式のミリ波センサ２０を採用する場合については、変形例５にて詳述する。
ミリ波センサ２０は、所謂、ＳＩＭＯ（Ｓｉｎｇｌｅ Ｉｎｐｕｔ Ｍｕｌｔｉ Ｏｕｔｐｕｔ）方式のミリ波センサであり、レーダ波ＲＷを送信するための１つの送信用アンテナＴＸＡと、照射エリアＩＡ内に所在する物体によるレーダ波ＲＷの反射波を受信するための２つの受信用アンテナＲＸＡ１、ＲＸＡ２（以下、各受信用アンテナを特に特定する必要がない場合、「受信用アンテナＲＸＡ」という。）及び各受信用アンテナＲＸＡに対応する第１及び第２受信部２４－１及び２４－２等を有し、自機の設置された出入口ＥＥ近傍の照射エリアＩＡに対して１本の送信用アンテナＴＸＡによりレーダ波ＲＷを照射（送信）するとともに、検知エリアＤＡ内に所在する物体によって反射されたレーダ波ＲＷの反射波を２本の受信用アンテナＲＸＡにより受信し、送信信号（すなわち、レーダ波ＲＷ）と反射波に基づき、自機から物体までの距離、当該物体の移動速度及び自機から物体までの角度を算出する。なお、ミリ波センサ２０において距離、速度及び角度を算出する方法に関しては後に詳述する。また、照射エリアＩＡ内に物体が存在しない場合、レーダ波ＲＷは、出入口ドアＥＥＤや施設Ｆ内の壁等の反射物によって反射され、受信用アンテナＲＸＡにより受信されるが、これらの反射物は検知エリアＤＡの外側に存在するため、検知エリアＤＡにユーザが侵入したものと判定されることはなくなっている。また、後述のようにミリ波センサ２０における角度検出時の角度分解能θＲｅｓ（すなわち、同距離に存在する２つの物体を分離検出可能な最小角度）は、受信用アンテナＲＸＡの数に応じて変化し、アンテナ数が多いほど、高い角度分解能θＲｅsを実現できる。従って、高い角度分解能θＲｅsを実現するためには、例えば１×１２のＳＩＭＯ方式や３×４のＭＩＭＯ方式を採用することが望ましいが、これらの方式を採用する場合には、装置構成が複雑化するため、本実施形態においては、ミリ波センサ２０として１×２のＳＩＭＯ方式を採用するミリ波センサ２０を利用するものとして説明を行い、１×１２ＳＩＭＯの方式及び３×４のＭＩＭＯ方式のミリ波センサ２０を採用する場合については、変形例５にて詳述する。
【0049】
入退場管理装置１０は、自機に接続されたミリ波センサ２０から供給されるデータに基づき、検知エリアＤＡに対する物体の侵入を検知する。
【0050】
また、入退場管理装置１０は、ビーコン信号の受信機能を有するとともに、警報信号を通信端末装置５０に送信する機能を有している。そして、入退場管理装置１０は、検知エリアＤＡに対する物体の侵入検知タイミングから設定時間内に無線タグ装置３０からビーコン信号を受信しない場合に、警報信号を送信する一方、設定時間内にビーコン信号を受信した場合には、当該ビーコン信号の受信電界強度に基づき、当該ビーコン信号の送信元無線タグ装置３０が有効エリアＥＡ内に所在するか否かを特定し、該当する無線タグ装置３０が有効エリアＥＡ内に所在するものと特定した場合に警報信号の送信をキャンセルする。
【0051】
さらに、入退場管理装置１０は、直接又は図示せぬネットワークを介して管理サーバ装置４０に通信接続され、検知エリアＤＡに対する物体の侵入を検知すると、自機に割り当てられた入退場管理装置ＩＤを付加した、侵入検知情報を管理サーバ装置４０に送信し、自機の設置された出入口名及び当該出入口ＥＥの施設内位置情報の少なくとも一方を含む侵入検知出入口情報を管理サーバ装置４０から取得する。そして、入退場管理装置１０は、管理サーバ装置４０から取得した侵入検知出入口情報を含む警報信号を生成して、通信端末装置５０に送信する。
【0052】
この結果、通信端末装置５０においては、警報信号に含まれる侵入検知出入口情報に基づき、物体の侵入が検知された出入口ＥＥの名称や施設Ｆ内における位置等の情報とともに、例えば「正面玄関から入所者が無断外出しようとしている可能性がありますので、ご注意下さい。」等の文字列が表示され、これとともに音及び光の少なくとも一方を用いて警報が発報されることとなる。なお、この場合には、文字列の表示に換えて、音声で「正面玄関から無断外出の可能性があります。ご注意下さい。」等の内容を報知するようにしてもよい。また、入退場管理装置１０が警報信号を送信する場合には、入退場管理システム１内の一部の通信端末装置５０にのみ警報信号を送信するようにしても良く、全ての通信端末装置５０に同報送信するようにしてもよい。
【0053】
無線タグ装置３０は、例えば、ＵＨＦ周波数帯のアクティブＲＦＩＤやＢＬＥビーコンの発信器等の装置であり、自機に割り当てられたタグＩＤを記憶しており、自機のタグＩＤを含むビーコン信号を所定の周期（例えば、１秒周期）にて送信する。なお、本実施形態においては、無線タグ装置３０が警報キャンセルデータとしてのビーコン信号を周期的に発信する構成を採用するものとして説明を行うが、警報キャンセルデータは、必ずしも無線タグ装置３０から能動的に発信する必要はなく、後述のように入退場管理装置１０からの信号に基づき、無線タグ装置３０が受動的に送信する構成としてもよい。また、警報キャンセルデータの形式はタグＩＤを含むビーコン信号である必要はなく、例えば、ＢＬＥパケットを含むビーコン信号や所定形式のパイロット信号であってもよく、さらには、所定のインパルス信号など、その形式は如何なるものであってもよい。
【0054】
管理サーバ装置４０は、入退場管理システム１内の各装置を統合管理するコンピュータシステムであり、（１）施設Ｆ内の各出入口ＥＥに設置された入退場管理装置１０にて検知された物体（ユーザ）の侵入履歴を管理するための侵入検知履歴情報に対応するデータが記憶される検知履歴管理ＤＢ４１１と、（２）施設Ｆ内の各出入口ＥＥと当該出入口ＥＥに設置された入退場管理装置１０を紐付けて管理するためのデータが記憶される出入口管理ＤＢ４１２と、を有している。そして、この出入口管理ＤＢ４１２には、図４に例示するように、（ａ）各出入口ＥＥに予め割り当てられた出入口ＩＤと、（ｂ）当該出入口ＥＥの出入口名と、（ｃ）当該出入口ＥＥに設置された入退場管理装置１０に対応する入退場管理装置ＩＤと、（ｄ）当該出入口ＥＥの施設Ｆ内における位置を示す施設内位置情報と、が対応付けて記憶されている。
【0055】
例えば、図４に例示する場合には、出入口ＩＤ「ＥＥ００１」に対応する「第１出入口（正面玄関）」に入退場管理装置ＩＤ「ＭＤ００１」に対応する入退場管理装置１０が設置され、当該出入口ＥＥの施設内位置情報として「ＭＡＰ００１」なるデータが記憶される場合のデータ格納例が示されている。なお、施設内位置情報の形式に関しては任意であり、例えば、施設Ｆのフロアマップ上に該当する出入口ＥＥの位置を示した形式のものであってもよい。
【0056】
そして、管理サーバ装置４０は、入退場管理装置１０から侵入検知情報が送信されてくると、当該情報に付加された入退場管理装置ＩＤに基づき、出入口管理ＤＢ４１２を検索して、当該情報の送信元入退場管理装置１０が設置された出入口ＥＥを特定しつつ、当該特定した出入口ＥＥの出入口名及び施設内位置情報の少なくとも一方を出入口管理ＤＢ４１２から読み出し、侵入検知出入口情報として対応する入退場管理装置１０に配信する。また、このとき管理サーバ装置４０は、出入口ＥＥの特定後、侵入検知履歴情報を生成して検知履歴管理ＤＢ４１１に記憶させる。なお、検知履歴管理ＤＢ４１１に記憶する侵入検知履歴情報のフォーマットに関しては任意であり、例えば、侵入検知情報の受信日時（すなわち、侵入検知日時）と、侵入検知出入口情報と、を対応付けたフォーマットを採用して、どの出入口ＥＥで、何時物体の侵入が検知されたのかを管理者が後に確認可能な構成を採用するようにしてもよい。この構成により、本実施形態の入退場管理システム１は、施設入所ユーザが見当たらないときに、管理者が侵入検知履歴情報を確認することにより、当該ユーザを早期に発見することができる。また、本実施形態においては、施設Ｆ内における出入口ＥＥ及び各出入口ＥＥに設置された入退場管理装置１０を管理サーバ装置４０にて一元管理するとともに、入退場管理装置１０の構成を簡略化するため、管理サーバ装置４０に出入口管理ＤＢ４１２を設け、入退場管理装置１０から侵入検知情報が送信された場合に、当該侵入検知情報の送信元入退場管理装置１０に侵入検知出入口情報として出入口名及び施設内位置情報の少なくとも一方を送信する構成を採用するが、入退場管理装置１０に自機の設置されている出入口名や施設内位置情報を記憶させ、当該情報を含む警報信号を送信する構成を採用してもよい。
【0057】
通信端末装置５０は、例えば、スマートフォンやタブレット型情報通信端末装置、携帯電話機等、管理者によって携行される携帯型の通信端末装置であり、図示せぬ表示部やスピーカ、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）ライト等を有し、警報信号を受信すると当該受信した警報信号に含まれる侵入検知出入口情報に基づき、物体の侵入が検知された出入口ＥＥの名称や施設Ｆ内における位置等の情報とともに、例えば「正面玄関から入所者が無断外出しようとしている可能性がありますので、ご注意下さい。」等の文字列を表示する。また、このとき、通信端末装置５０は、ＬＥＤライトを点滅させ、これとともにブザー音等の警報音を出力する。
【0058】
さらに、通信端末装置５０は、ＨＴＭＬ（Ｈｙｐｅｒ Ｔｅｘｔ Ｍａｒｋｕｐ Ｌａｎｇｕａｇｅ）やＸＭＬ（Ｅｘｔｅｎｓｉｂｌｅ Ｍａｒｋｕｐ Ｌａｎｇｕａｇｅ）等のマークアップ言語によって記述されたデータをユーザが閲覧可能な形式にて表示するためのＷｅｂブラウザを含む各種のアプリケーションプログラムを搭載し、管理サーバ装置４０にアクセスすることにより、管理サーバ装置４０から侵入検知履歴情報を取得して、当該取得した侵入検知履歴情報を管理者が閲覧可能に表示して、どの出入口ＥＥで何時無断外出の可能性が生じたのかを管理者が閲覧可能な構成を有している。
【0059】
［Ａ－３］ミリ波センサ２０の構成
次いで、図５及び６を用いて、本実施形態のミリ波センサ２０の構成について説明する。なお、図５は、本実施形態のミリ波センサ２０の構成例を示すブロック図であり、図６は、ミリ波センサ２０によって送信されるレーダ波ＲＷを説明するための図である。また、図６において（Ａ）には、レーダ波ＲＷとして送信するチャープ信号（以下、「ＴＸＣｈｉｒｐ」という。）の周波数－時間特性を示し、（Ｂ）の上側には、ミリ波センサ２０の送信用アンテナＴＸＡから送信したＴＸＣｈｉｒｐと、物体により反射され、受信用アンテナＲＸＡにより受信したチャープ信号（以下、「ＲＸＣｈｉｒｐ」という。）の関係を示すとともに、（Ｂ）の下側には、ＴＸＣｈｉｒｐ及びＲＸＣｈｉｒｐと、ミキサ２５－１及び２５－２から出力されるＩＦ（中間周波数）信号と、の関係を示し、（Ｃ）には、物体の移動速度算出のために送信するＴＸＣｈｉｒｐのチャープフレームの構成を示している。
次いで、図５及び６を用いて、本実施形態のミリ波センサ２０の構成について説明する。なお、図５は、本実施形態のミリ波センサ２０の構成例を示すブロック図であり、図６は、ミリ波センサ２０によって送信されるレーダ波ＲＷを説明するための図である。また、図６において（Ａ）には、レーダ波ＲＷとして送信するチャープ信号（以下、「ＴＸＣｈｉｒｐ」という。）の周波数－時間特性を示し、（Ｂ）の上側には、ミリ波センサ２０の送信用アンテナＴＸＡから送信したＴＸＣｈｉｒｐと、物体により反射され、受信用アンテナＲＸＡにより受信したチャープ信号（以下、「ＲＸＣｈｉｒｐ」という。）の関係を示すとともに、（Ｂ）の下側には、ＴＸＣｈｉｒｐ及びＲＸＣｈｉｒｐと、ミキサ２５－１及び２５－２から出力されるＩＦ（中間周波数）信号と、の関係を示し、（Ｃ）には、物体の移動速度算出のために送信するＴＸＣｈｉｒｐのチャープフレームの構成を示している。
【0060】
図５に示すように本実施形態のミリ波センサ２０は、（１）入退場管理装置１０に通信接続され、デジタル信号処理部２７の生成したデータを入退場管理装置１０に供給するＩ／Ｏインターフェース部２１と、（２）ＴＸＣｈｉｒｐを生成するチャープシンセサイザ２２と、（３）チャープシンセサイザ２２の生成したＴＸＣｈｉｒｐを増幅した後、送信用アンテナＴＸＡから送信する送信部２３と、（４）各受信用アンテナＲＸＡにより受信されたＲＸＣｈｉｒｐを増幅して、各々対応するミキサ２５－１及び２５－２に出力する第１受信部２４－１及び第２受信部２４－２と、（５）各受信用アンテナＲＸＡに対応するミキサ２５－１及び２５－２（以下、各ミキサを特に特定する必要がない場合には、「ミキサ２５」という。）と、を有し、各ミキサ２５－１及び２５－２には、各々対応する受信用アンテナＲＸＡにて受信されたＲＸＣｈｉｒｐが入力されるとともに、チャープシンセサイザ２２の生成したＴＸＣｈｉｒｐが入力される構成になっている。そして、ミキサ２５は、自回路に対応する受信部２４から供給されるＲＸＣｈｉｒｐとＴＸＣｈｉｒｐを混合してＩＦ信号を生成する。
【0061】
また、本実施形態のミリ波センサ２０は、（６）各ミキサ２５からの出力信号（すなわち、ＩＦ信号）にＡ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換を施す、ＡＤＣ（Ａ／Ｄ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）２６－１及び２６－２（以下、各ＡＤＣを特に特定する必要がない場合には「ＡＤＣ２６」という。）と、（７）ＡＤＣ２６から出力される信号に対して信号処理を施すデジタル信号処理部２７と、を有している。
【0062】
Ｉ／Ｏインターフェース部２１は、例えば、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）等の有線インターフェースであり、入退場管理装置１０と接続され、デジタル信号処理部２７の生成した距離データ、速度データ及び角度データを入退場管理装置１０に供給する。
【0063】
チャープシンセサイザ２２は、図６（Ａ）に示すように周波数を時間連続で直線的に変化させる変調方式（すなわち、ＦＭＣＷ方式）にてＴＸＣｈｉｒｐを生成し、当該生成したＴＸＣｈｉｒｐを送信部２３及び各ミキサ２５－１及び２５－２に出力する。例えば、図６（Ａ）には、開始周波数ｆｃ＝６０ＧＨｚから６４ＧＨｚまで、チャープ帯域幅Ｂ＝４ＧＨｚ、持続時間Ｔｃ＝１００μ秒、チャープスロープ（傾き）Ｓ＝４０ＭＨｚ／μ秒でアップチャープしてＴＸＣｈｉｒｐを生成する場合の例を示している。なお、チャープシンセサイザ２２は、Ｉ／Ｏインターフェース部２１を介して入退場管理装置１０から供給される制御コマンドに従ってＴＸＣｈｉｒｐの生成を開始し、又は、ＴＸＣｈｉｒｐの生成を終了する構成としてもよく、ミリ波センサ２０の電源がＯＮとなったタイミングでＴＸＣｈｉｒｐの生成を開始し、電源がＯＦＦとなった時点で生成を終了するようにしてもよい。また、ミリ波センサ２０の電源は、設置位置付近のコンセント等から供給して、入退場管理装置１０による制御に応じて、電源をＯＮにし、又は、ＯＦＦにする構成としてもよいが、本実施形態においては、説明を具体化するため、Ｉ／Ｏインターフェース部２１を介して入退場管理装置１０からミリ波センサ２０に電力を供給する構成を採用し、チャープシンセサイザ２２は入退場管理装置１０の電源ＯＮに合わせてＴＸＣｈｉｒｐの生成を開始して、入退場管理装置１０の電源がＯＦＦにされるか、又は、入退場管理装置１０に所定の入力操作（例えば、入退場監視の一時停止又は監視終了操作等）が行われ、入退場管理装置１０からの電力供給が停止するまで、ＴＸＣｈｉｒｐの生成を継続するものとして説明を行う。この構成により、本実施形態の入退場管理システム１においては、入退場管理装置１０の電源ＯＮにされた後、入退場管理装置１０の電源がＯＦＦにされるか、入退場管理装置１０に所定の入力操作がなされるまで、継続して照射エリアＩＡに対するレーダ波ＲＷの照射状態が維持されることとなる。
【0064】
送信部２３は、図示せぬパワーアンプ等の回路を有し、チャープシンセサイザ２２から供給されるＴＸＣｈｉｒｐを増幅して送信用アンテナＴＸＡに供給することにより、送信用アンテナＴＸＡからレーダ波ＲＷを送信する。また、送信用アンテナＴＸＡは、照射エリアＩＡが出入口ドアＥＥＤ近傍の略扇状の範囲に絞り込まれるように、視野角の調整されたアンテナにより構成される。なお、送信用アンテナＴＸＡの具体的な構成に関しては任意であり、例えば、パッチアレイアンテナ等の指向性を制御可能なアンテナを利用してもよい。
【0065】
このようにして、送信用アンテナＴＸＡからレーダ波ＲＷとして発射されたＴＸＣｈｉｒｐは、略扇状の照射エリアＩＡに照射されるとともに（図２参照）、各受信用アンテナＲＸＡが照射エリアＩＡ内に存在する物体による反射波（すなわち、ＲＸＣｈｉｒｐ）を受信して受信部２４に供給する。
【0066】
２つの受信用アンテナＲＸＡは、アンテナ中心間の間隔が「ｌ」となるように位置を調整してミリ波センサ２０に設けられており、各々がＲＸＣｈｉｒｐを受信して対応する受信部２４に供給する。
【0067】
受信部２４は、ローノイズアンプ等の回路を有し、対応する受信用アンテナＲＸＡが受信したＲＸＣｈｉｒｐを増幅しつつ、ミキサ２５に供給する。
【0068】
ミキサ２５は、自回路に対応する受信部２４から供給されるＲＸＣｈｉｒｐとチャープシンセサイザ２２から供給されるＴＸＣｈｉｒｐを混合することにより、自回路に対応する受信用アンテナＲＸＡにて受信されたＲＸＣｈｉｒｐに対応するＩＦ信号を生成して、ＡＤＣ２６に供給する。
【0069】
デジタル信号処理部２７は、例えば、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）やＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等の演算装置により構成され、ＡＤＣ２６から供給される信号（すなわち、ＩＦ信号をＡ／Ｄ変換した信号）に基づき自機から対象物までの距離、対象物の移動速度及び自機から対象物までの角度を算出する。このとき、デジタル信号処理部２７は、フィルタリング処理や後述するＦＦＴ（Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）の前処理としてのウィンドウ処理、ＦＦＴの後処理としてのピーク検出、検知した点群のクラスリング（グループ化）、トラッキング（追跡）を含む処理を実行しつつ、自機から対象物までの距離、対象物の移動速度及び自機から対象物までの角度を算出して、当該算出結果に対応する距離データ、速度データ及び角度データを生成し、Ｉ／Ｏインターフェース部２１を介して入退場管理装置１０に供給する。なお、デジタル信号処理部２７は、図示せぬＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）を有し、このＲＡＭをワークエリアとして用いつつ、距離等の算出処理を実行する構成になっている。
【0070】
［Ａ－３－１］ＴＸＣｈｉｒｐとＲＸＣｈｉｒｐ及びＩＦ信号の関係性について
次いで、図６（Ｂ）を用いて、ＴＸＣｈｉｒｐとＲＸＣｈｉｒｐ及びＩＦ信号の関係性について説明する。
次いで、図６（Ｂ）を用いて、ＴＸＣｈｉｒｐとＲＸＣｈｉｒｐ及びＩＦ信号の関係性について説明する。
【0071】
まず、タイミングｔ０において送信用アンテナＴＸＡからＴＸＣｈｉｒｐの照射が開始され、タイミングｔ０から時間Ｔｃ後のタイミングｔ２まで図６（Ｂ）上側のようにＴＸＣｈｉｒｐの照射状態が継続されると、タイミングｔ０から遅延時間τ経過後のタイミングｔ１において各受信用アンテナＲＸＡによるＲＸＣｈｉｒｐの受信が開始され、タイミングｔ２までＲＸＣｈｉｒｐの受信状態が継続する。このとき、遅延時間τは、ミリ波センサ２０から対象物までの距離ｄの往復の距離２ｄを電波の速度（光速ｃ＝３×１０８ｍ／秒）で除算した時間を示し、τ＝２ｄ／ｃ・・・（式１）に相当する。またこのとき、ミリ波センサ２０から物体までの距離ｄが変化しない場合（すなわち、対象物が移動しない場合）、遅延時間τは変化しない。このため、図６（Ｂ）上側のＴＸＣｈｉｒｐの照射とＲＸＣｈｉｒｐの受信が重なっているタイミングｔ１からｔ２までの期間中（すなわち、Ｔｃ－τの時間中）、ミキサ２５で変換されるＩＦ信号は、図６（Ｂ）下側に示すように周波数がＳτで一定の正弦波（トーン）となる。本実施形態においてデジタル信号処理部２７は、このＩＦ信号をＡＤＣ２６によりＡ／Ｄ変換したデジタル信号に基づき自機から対象物までの距離を算出する。
【0072】
［Ａ－３－２］デジタル信号処理部２７による距離、速度及び角度の算出原理
次いで、図６を参照しつつ本実施形態のデジタル信号処理部２７においてミリ波センサ２０から物体までの距離、物体の移動速度及びミリ波センサ２０から物体までの角度を算出する際の原理について詳述する。
次いで、図６を参照しつつ本実施形態のデジタル信号処理部２７においてミリ波センサ２０から物体までの距離、物体の移動速度及びミリ波センサ２０から物体までの角度を算出する際の原理について詳述する。
【0073】
（１）距離の算出方法
まず、上記のようにタイミングｔ１からｔ２までの期間中にミキサ２５から出力されるＩＦ信号は、周波数がＳτで一定の正弦波となることから、ＩＦ信号は一般的な正弦波の式である式２によって表現できる。ｆ（ｔ）＝Ａｓｉｎ（２πｆ０ｔ＋φ０）・・・（式２）
まず、上記のようにタイミングｔ１からｔ２までの期間中にミキサ２５から出力されるＩＦ信号は、周波数がＳτで一定の正弦波となることから、ＩＦ信号は一般的な正弦波の式である式２によって表現できる。ｆ（ｔ）＝Ａｓｉｎ（２πｆ０ｔ＋φ０）・・・（式２）
【0074】
ここで、式２において「Ａ」は、ＩＦ信号の振幅、「φ０」は、ＩＦ信号の出力開始タイミング（すなわち、タイミングｔ１）におけるＴＸＣｈｉｒｐとＲＸＣｈｉｒｐの位相差を示し、φ0＝２πｆｃτにより定義される。また、上記式１とｆｃ＝ｃ／λの関係からφ０は、φ０＝４πｄ／λ・・・（式３）によって表現することができる。なお、これらの式において「λ」は、チャープ信号の波長を示している。さらに、ＩＦ信号の周波数「ｆ０」は、図６（Ｂ）に示すようにｆ０＝Ｓτで示され、タイミングｔ０からタイミングｔ１までの期間（すなわち、遅延時間τの期間）におけるＴＸＣｈｉｒｐの周波数変化量と等しくなる。また遅延時間τは式１で表されることからｆ０＝Ｓτ＝２Ｓｄ／ｃと表現できる。このように、ミリ波センサ２０から物体までの距離ｄは、ＩＦ信号の周波数ｆ０の値に比例し、ｆ０に基づき、ｄ＝ｃｆ０／２Ｓ・・・（式４）の関係式で算出することが可能となる。
【0075】
本実施形態のデジタル信号処理部２７は、以上の関係に基づき、ＡＤＣ２６から供給されるＡ／Ｄ変換後のＩＦ信号に対して、距離算出用のＦＦＴ（Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）（以下、「距離ＦＦＴ」ともいう。）処理を施すことにより周波数スペクトル解析を行ってＩＦ信号のピーク周波数（すなわち、ｆ０）を算出し、当該算出したｆ０を式４に代入してミリ波センサ２０から物体までの距離ｄを算出する。なお、これらの式においては、対象物の速度に対するＩＦ信号の周波数の依存性を無視しているが、人間が歩く程度の低速の移動は、高速ＦＭＣＷセンサであるミリ波センサ２０の算出結果に及ぼす影響が小さいので無視できる。なお、距離ＦＦＴ処理に関しては従来と同様であるため、詳細を省略する。
【0076】
ここで、照射エリアＩＡ内に複数の物体が存在する場合、各物体によって発生するＲＸＣｈｉｒｐは、各々、当該物体からミリ波センサ２０までの距離に比例する時間の分だけ遅延する。例えば、照射エリアＩＡ内に３つの物体（ａｂｃ）が存在する場合、各物体によって生じるＲＸＣｈｉｒｐは、各々、ＴＸＣｈｉｒｐの送信開始タイミングｔ０からτａ、τｂ、τｃだけ遅延したタイミングにて受信が開始され、ＴＸＣｈｉｒｐの送信が終了するタイミングｔ２まで受信状態が継続する。このとき、ミリ波センサ２０においては各ＲＸＣｈｉｒｐ毎に周波数の異なる３つのＩＦトーンが生成され、各ＩＦトーンの周波数ｆａ、ｆｂ、ｆｃは、各々、Ｓτａ、Ｓτｂ、Ｓτｃと等しくなる。
【0077】
また、このとき最終的に生成されるＩＦ信号は、各ＲＸＣｈｉｒｐに対応するＩＦトーンの合成波となるため、当該合成波に対して距離ＦＦＴを施すと、ｆａ，ｆｂ，ｆｃの各周波数にピークが生じ、ピーク位置から各ＲＸＣｈｉｒｐに対応するＩＦトーンの周波数ｆａ、ｆｂ、ｆｃを検出できる。本実施形態においてデジタル信号処理部２７は、このようにして検出した各物体に対応するＩＦトーンの周波数を式４に代入することにより各物体までの距離ｄを個別に算出し、各物体毎に距離データを生成する構成になっている。
【0078】
ここで、ミリ波センサ２０における距離分解能（すなわち、２つ物体を分離して検知できる距離の限界値）は、チャープ帯域幅Ｂに依存し、ｄＲｅｓ＝ｃ／２Ｂと定義されるが、図６（Ａ）に示す例のようにＢ＝４ＧＨｚとした場合、距離分解能は３．７５ｃｍとなり、出入口ドアＥＥＤ近傍に数１０ｃｍ程度の大きさの検知エリアＤＡを問題なく設定することが可能である。なお、３．７５ｃｍの距離分解能は、Ｓ＝４０ＭＨｚ／μ秒のチャープ信号を用いた場合、周波数差Ｓ×２×０．０３７５／ｃ＝１０ｋＨｚとなるが、これは距離ＦＦＴ処理におけるＢＩＮ間隔と同等で分解能周波数となる。またこのとき、距離ＦＦＴにおける距離分解能の位相差 2π以内における微小な変位Δｄは、上記式３から導出されるΔｄ=φ０λ／４πにより規定されることとなる。
【0079】
（２）物体の移動速度の算出方法
物体の移動速度は、少なくとも２以上のＴＸＣｈｉｒｐを１単位とするチャープフレーム（図６（Ｃ）参照）を送信することで実現する。例えば、ミリ波センサ２０がＴｃ間隔で２回ＴＸＣｈｉｒｐを送信し、２つのＴＸＣｈｉｒｐで１つのチャープフレームを構成することを想定すると、時間Ｔｃの間に物体が移動する距離ΔｄＴｃは、式３からΔｄＴｃ＝Δφλ／４πにより示されるとともに、物体の移動速度をＶとすると、ΔｄＴｃ＝ＶＴｃとなるので、Ｖ＝Δφλ／４πＴｃに…（式５）よって物体の移動速度を算出できる。
物体の移動速度は、少なくとも２以上のＴＸＣｈｉｒｐを１単位とするチャープフレーム（図６（Ｃ）参照）を送信することで実現する。例えば、ミリ波センサ２０がＴｃ間隔で２回ＴＸＣｈｉｒｐを送信し、２つのＴＸＣｈｉｒｐで１つのチャープフレームを構成することを想定すると、時間Ｔｃの間に物体が移動する距離ΔｄＴｃは、式３からΔｄＴｃ＝Δφλ／４πにより示されるとともに、物体の移動速度をＶとすると、ΔｄＴｃ＝ＶＴｃとなるので、Ｖ＝Δφλ／４πＴｃに…（式５）よって物体の移動速度を算出できる。
【0080】
このとき、Ｔｃ間隔で送信された２つのＴＸＣｈｉｒｐ（すなわち、１つのチャープフレーム）を使用して測定できる最大検知速度ＶＭａｘは、一般にＶＭａｘ＝λ／４Ｔｃ・・・（式６）と定義されるので、ＴＸＣｈｉｒｐの送信間隔Ｔｃをできるだけ短くすることより、高いＶＭａｘを実現することができる。
【0081】
但し、この方法を採用する場合には、測定時に例えば２つの物体（ａとｂ）が異なる速度で移動し、移動前後の位置がそれぞれミリ波センサ２０から見て同距離に存在するケースが発生すると、チャープフレームを構成する２つのＴＸＣｈｉｒｐにより生成される物体ａ及びｂの各々に対応する２つのＩＦ信号に距離ＦＦＴを施した場合に、同じ位置にピークが現れることになり、距離で物体を個別に検知することができなくなる。このとき、距離ＦＦＴ後に得られるデータには、位相情報がベクトルとして含まれているので、本実施形態においては、この位相情報を用いて各物体の速度を検出する方法を採用する。具体的には、図６（Ｃ）に示すようにＴｃ間隔で送信されるＮ個のＴＸＣｈｉｒｐ（Ｃ１～ＣＮ）で構成されるチャープフレームからなるレーダ波ＲＷを送信し、当該チャープフレームを用いて移動速度を算出する。
【0082】
この場合、１つのチャープフレームを送信する期間Ｔｆ（すなわち、Ｎ×Ｔｃ）中に移動した物体から得られるＩＦ信号は、移動に伴う距離の変化に応じてＮ回位相変化を繰り返し、この間の位相変化の累積より、角周波数ωを算出することができる。距離ＦＦＴ後のデータには、各物体に対応する位相情報が合成ベクトルとして含まれているので、Ｎ個のＴＸＣｈｉｒｐＣ１～ＣＮで構成されるチャープフレームを用い、ＴＸＣｈｉｒｐをＮ回送信しつつ、距離ＦＦＴを施すことにより、各物体の位相情報に対応する合成ベクトルをＮ個取得することができる。そして、本実施形態においてデジタル信号処理部２７は、このＮ個のベクトルに対して速度ＦＦＴと呼ばれる２つ目のＦＦＴを施すことにより、各物体に対応する角周波数ω１及びω２の２つのピークを得て、そこから、各物体の速度を求めて２つの物体を分離する。具体的には、角周波数ω１とω２は、各物体にて反射された各ＴＸＣｈｉｒｐＣ１～ＣＮに対応するＲＸＣｈｉｒｐ間の位相差に対応するため、式５のΔφにω１及びω２を代入して、ｖ１＝ω１λ／４πＴｃ及びｖ２＝ω２λ／４πＴｃを得て、分離すべき２つの物体の速度を個別に算出することができる。本実施形態のデジタル信号処理部２７は、以上の関係に基づき、各物体を分離しつつ、物体毎の移動速度を算出して、物体毎に速度データを生成する。なお、速度ＦＦＴ処理に関しては従来と同様であるため、詳細を省略する。
【0083】
ここで、ミリ波センサ２０にて算出可能な速度の分解能ＶＲｅｓ（すなわち、２つ物体を分離して検知できる速度差の限界値）は、一般にＶＲｅｓ＝λ/２Ｔｆと定義される。また、このとき検出可能な物体の最大移動速度は、一般にＶＭａｘ＝λ／４Ｔｃと定義される。λ＝５ｍｍ（６０ＧＨｚ）、Ｔｃ＝１００μ秒、 Ｎ＝２５６の場合を想定すると、速度分解能はＶＲｅｓ＝９．７６ｃｍ／秒となり、ゆっくり歩く際の程度の速度は計測できることとなる。また、この場合に検出可能な最大移動速度はＶＭａｘ＝１２．５ｍ／秒となり、各種施設への入退場管理には十分な速度分解能と最大検出可能速度を確保できる。
【0084】
（３）角度の算出方法
本実施形態において角度の算出は、物体との間の距離に関する小さい変化が、距離ＦＦＴまたは速度ＦＦＴのピークでベクトルの変化をもたらすという観測に基づいて行われる。具体的には、本実施形態のミリ波センサ２０においては、受信用アンテナＲＸＡ１及び受信用アンテナＲＸＡ２の各受信系統毎にＦＦＴ処理されるため、受信処理毎のＦＦＴ処理結果に対して、更に角度ＦＦＴと呼ばれる３つ目のＦＦＴ処理を実施することで、角度を算出する。なお、角度ＦＦＴ処理に関しては従来と同様であるため、詳細を省略する。
本実施形態において角度の算出は、物体との間の距離に関する小さい変化が、距離ＦＦＴまたは速度ＦＦＴのピークでベクトルの変化をもたらすという観測に基づいて行われる。具体的には、本実施形態のミリ波センサ２０においては、受信用アンテナＲＸＡ１及び受信用アンテナＲＸＡ２の各受信系統毎にＦＦＴ処理されるため、受信処理毎のＦＦＴ処理結果に対して、更に角度ＦＦＴと呼ばれる３つ目のＦＦＴ処理を実施することで、角度を算出する。なお、角度ＦＦＴ処理に関しては従来と同様であるため、詳細を省略する。
【0085】
例えば、図５のように受信用アンテナＲＸＡ１と受信用アンテナＲＸＡ２を間隔「ｌ」で配置し、対象物から角度θでＲＸＣｈｉｒｐ（反射波）が到来した場合を想定する。この場合、対象物から各受信用アンテナＲＸＡまでの距離は、受信用アンテナＲＸＡ１側でｄとすると、受信用アンテナＲＸＡ２側では距離差Δｄを加えた距離ｄ＋Δｄとなる。なお、θが０°の場合、Δｄはゼロとなり、θが９０°の場合、Δｄ＝ｌとなる。また、受信用アンテナＲＸＡ間の間隔「ｌ」は、ミリメートル単位であるのに対して、距離ｄはメートル単位となり、アンテナ間隔「ｌ」が距離ｄと比較して十分小さくなるため、対象物からの反射波は共に角度θで平行して到来すると考えてよい。
【0086】
このとき、距離差Δｄは、図５に示すようにΔｄ＝ｌｓｉｎθで示されるとともに、受信用アンテナＲＸＡ１と受信用アンテナＲＸＡ２で受信するＲＸＣｈｉｒｐに対応するＩＦ信号の位相差Δφに相当する。ここで、距離差Δｄに基づく位相差Δφは、数学的にΔφ＝２πΔｄ／λ・・・（式７）と定義されることから、角度θ＝ｓｉｎ－１(λΔφ/２πｌ)となり、速度計測と同様に位相情報より角度を算出できる。
【0087】
ここで、ミリ波センサ２０により検出可能な最大角度は一般的に、θＭａｘ＝±ｓｉｎ－１（λ／２ｌ）・・・（式８）で定義される。アンテナの間隔「ｌ」をλ／２とした場合、θＭａｘ＝±９０°となる一方、角度分解能θＲｅｓは、受信用アンテナＲＸＡの数を増やすと向上する。具体的には、受信用アンテナＲＸＡの数を増やすと、角度ＦＦＴのピークがよりシャープになるため、角度の推定精度が向上し、角度分解能θＲｅｓが向上することとなる。このとき、角度分解能は、θＲｅｓ＝（λ／ｌＭｃｏｓθ)×（１８０°／π）・・・（式８）にて表される。なお、式８において「Ｍ」は、受信用アンテナＲＸＡの数を示している。ここで、アンテナ間の間隔「ｌ」をλ／２（６０ＧＨｚの時、２．５ｍｍ）、θ＝０°（図８参照）とした場合、角度分解能はθRes＝（２／Ｍ）×（１８０°／π）により示される。例えば、送信用アンテナＴＸＡを１本とし、１２本の受信用アンテナＲＸＡを間隔「ｌ」で等間隔に並べた１×１２ＳＩＭＯの方式を採用した場合には、θＲｅｓ ＝９．５５°となり、１０°程度の分解能を確保することが可能となる。なお、本実施形態において、デジタル信号処理部２７は、ＡＤＣ２６からの出力信号に基づき、距離ＦＦＴ、速度ＦＦＴ、角度ＦＦＴの順でＦＦＴ処理を施し、距離、速度及び角度を算出するようになっている。
【0088】
【0089】
図７に示すように本実施形態の入退場管理装置１０は、無線タグ装置３０から送信されるビーコン信号を受信するためのビーコン信号受信用アンテナ１１１を有するビーコン信号受信部１１０と、通信端末装置５０に警報信号を送信する警報信号送信部１２０と、現在日時を特定するためのタイマ１３０と、ミリ波センサ２０に通信接続されるＩ／Ｏインターフェース部１４０と、各種のデータが記憶される記憶部１５０と、入退場管理装置１０の各部を統合制御する装置管理制御部１６０と、管理サーバ装置４０と通信接続される通信制御部１７０と、記憶部１５０に記憶されたアプリケーションプログラムを実行することにより、各種の処理を実行するデータ処理部１８０と、を有し、各部はバスＢを介して相互に接続されて、各要素間においてデータの授受を行うことが可能な構成を有している。
【0090】
ビーコン信号受信用アンテナ１１１は、例えば、ＵＨＦ周波数帯の信号を受信するアンテナや、ＢＬＥビーコンの受信用アンテナ等、無線タグ装置３０がビーコン信号を送信する際の通信方式と同一の方式にてビーコン信号を受信する構成を有している。ビーコン信号受信部１１０は、ビーコン信号受信用アンテナ１１１において受信されたビーコン信号を復調する復調回路やビーコン信号に含まれるタグＩＤを復号する復号回路等を有し、ビーコン信号受信用アンテナ１１１によって受信されたビーコン信号に含まれるタグＩＤを復号してバスＢに供給する。なお、例えば、本実施形態のビーコン信号受信部１１０は、データ処理部１８０と連動して、本発明の「取得手段」及び「第２取得手段」を構成する。
【0091】
警報信号送信部１２０は、警報信号送信用アンテナ１２１を有し、データ処理部１８０による制御の下、例えば、ＩＥＥＥ（Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ）８０２．１１ａ、ｇ、ｎ、ａｃやＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）等の通信プロトコルに従って、通信端末装置５０に警報信号を送信するための処理を実行する。
【0092】
Ｉ／Ｏインターフェース部１４０は、ミリ波センサ２０と通信接続されたＵＳＢ等の有線インターフェースであり、ミリ波センサ２０に駆動用の電力を供給するとともに、ミリ波センサ２０から距離データ、速度データ及び角度データを取得し、バスＢを介してデータ処理部１８０に供給する。なお、ミリ波センサ２０がコンセント等から独自に電力供給を受ける場合には、Ｉ／Ｏインターフェース部１４０が電力を供給することは必要とならない。
【0093】
記憶部１５０は、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）等の不揮発性メモリと、ワークエリアとして用いられるＲＡＭ１５３により構成され、その記憶領域内にプログラム記憶部１５１と、設定データ記憶部１５２が設けられている。
【0094】
プログラム記憶部１５１には、例えば、ＢＩＯＳ（Ｂａｓｉｃ Ｉｎｐｕｔ Ｏｕｔｐｕｔ Ｓｙｓｔｅｍ）やＯＳ（Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）等、入退場管理装置１０を駆動するためのプログラムの他、ミリ波センサ２０から取得した距離データ、速度データ及び角度データに基づき、照射エリアＩＡ内に検知エリアＤＡを形成するとともに、検知エリアＤＡに対する物体の侵入を検知するための侵入検知プログラムや通信端末装置５０に警報信号を送信するための処理を実行する警報信号送信プログラム等の各種プログラムが記憶される。
【0095】
設定データ記憶部１５２には、（ａ）自機に対応する入退場管理装置ＩＤと、（ｂ）検知エリア設定部１８１が照射エリアＩＡ内の一部に図２に例示するような検知エリアＤＡを設定するために用いられる検知エリア設定データと、（ｃ）入退場管理装置１０がミリ波センサ２０と連動して、検知エリアＤＡに対する物体の侵入を検知するために必要なデータが記憶される。なお、例えば、本実施形態の「設定データ記憶部１５２」は、本発明の「記憶手段」を構成する。
【0096】
装置管理制御部１６０は、主にＣＰＵによって構成され、ＯＳ（Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ）やＢＩＯＳ（Ｂａｓｉｃ Ｉｎｐｕｔ／Ｏｕｔｐｕｔ ｓｙｓｔｅｍ）等のプログラムを実行することによって、入退場管理装置１０の各部を統合制御する。
【0097】
データ処理部１８０は、装置管理制御部１６０を実現するＣＰＵと同一のＣＰＵを用いて構成され、又は、装置管理制御部１６０と独立したＣＰＵによって構成される。そして、データ処理部１８０は、装置管理制御部１６０による制御の下、プログラム記憶部１５１に記憶されたプログラムを実行することにより、検知エリア設定部１８１と、キャンセル判定部１８２と、警報信号送信処理部１８３と、を実現する。
【0098】
検知エリア設定部１８１は、設定データ記憶部１５２に記憶された検知エリア設定データに基づいて、次述する方法により照射エリアＩＡ内の一部に検知エリアＤＡを設定しつつ、ミリ波センサ２０から供給される距離データと角度データに基づき、当該設定した検知エリアＤＡに対する物体の侵入を検知する機能を実現する。なお、例えば、本実施形態の検知エリア設定部１８１は、本発明の「検知手段」を構成するとともに、ミリ波センサ２０と連動しつつ、「第１取得手段」を構成する。また、施設Ｆに入退場管理システム１を敷設する際における検知エリアＤＡの具体的な設定方法については任意であるが、例えば、出入口ＥＥに入退場管理装置１０及びミリ波センサ２０を敷設する際に、Ｉ／Ｏインターフェース部１４０に専用の保守ツールを接続して設定を行うようにしてもよい。
【0099】
［Ａ－４－２］検知エリアＤＡの設定原理
次いで、本実施形態の検知エリア設定部１８１が照射エリアＩＡ内の一部に検知エリアＤＡを設定する際に適用可能な２通りの設定方法ａ及びｂについて図８及び９を用いて説明する。なお、図８は、検知エリアＤＡの設定原理を説明する図であり、（Ａ）には設定方法ａの原理を示し、（Ｂ）には設定方法ｂの原理を示している。また、図８においてはミリ波センサ２０の設置位置に対する検知エリアＤＡの位置関係を施設Ｆの天井側から見た状態として示している。さらに、図９は、ミリ波センサ２０の設置位置に応じて発生する仰角エラーを説明するための図であり、（Ａ）には、ｈ１の高さにミリ波センサ２０を設置した場合に、ｈ２の高さにて発生する仰角エラーを示し、（Ｂ）には、対象物の上側（施設Ｆの天井側）と下側（床側）において発生する仰角エラーの違いを示している。
次いで、本実施形態の検知エリア設定部１８１が照射エリアＩＡ内の一部に検知エリアＤＡを設定する際に適用可能な２通りの設定方法ａ及びｂについて図８及び９を用いて説明する。なお、図８は、検知エリアＤＡの設定原理を説明する図であり、（Ａ）には設定方法ａの原理を示し、（Ｂ）には設定方法ｂの原理を示している。また、図８においてはミリ波センサ２０の設置位置に対する検知エリアＤＡの位置関係を施設Ｆの天井側から見た状態として示している。さらに、図９は、ミリ波センサ２０の設置位置に応じて発生する仰角エラーを説明するための図であり、（Ａ）には、ｈ１の高さにミリ波センサ２０を設置した場合に、ｈ２の高さにて発生する仰角エラーを示し、（Ｂ）には、対象物の上側（施設Ｆの天井側）と下側（床側）において発生する仰角エラーの違いを示している。
【0100】
（ａ）設定方法ａ
まず、図８（Ａ）を用いて、出入口ドアＥＥＤの近傍に長方形の検知エリアＤＡを設定する設定方法ａについて説明する。この場合にミリ波センサ２０は、例えば、出入口ドアＥＥＤから概ね５ｍ以内の位置に設置する。このとき、図８（Ａ）のようにミリ波センサ２０からＬ１＝３ｍの距離で短辺側の長さｂ＝５０ｃｍ、長辺側の長さａ＝１００ｃｍとする長方形の検知エリアＤＡを設定する場合、Ｌ２＝２．５ｍとなるともに、図面右側の方位角度θａ１は、図８（Ａ）に示すように、ミリ波センサ２０方向（すなわち、出入口ドアＥＥＤの法線とミリ波センサ２０が一致する方向）を０°とした場合、図面右上側の頂点で約１１．３°、図面右下側の頂点で約９．５°となる。一方、図面左側の方位角度θａ２は、図面左上側の頂点で約－１１．３°、図面左下側の頂点で約－９．５°になる。なお、ミリ波センサ２０から見た各頂点までの角度は、ｔａｎ－１θ＝０．５／２．５＝１１．３°及びｔａｎ－１θ＝０．５／３＝９．４６°から算出される。従って、図８（Ａ）に示す長方形の検知エリアＤＡは、ミリ波センサ２０から見た４つの頂点までの距離（Ｌ１及びＬ２）と角度（±９．５°及び±１１．３°）によって規定することができる。具体的には、長方形の検知エリアＤＡの右上の頂点は、ミリ波センサ２０からの距離がＬ２、方位角度θａ１＝１１．３°、右下の頂点は、距離がＬ１、方位角度θａ１＝９．５°となるとともに、左下の頂点は、距離がＬ１、方位角度θａ２＝－９．５°、左上の頂点は、距離がＬ２、方位角度θａ２＝－１１．３°により規定することができる。なお、図８においては、ミリ波センサ２０の最大検出可能距離に基づき、ミリ波センサ２０を出入口ドアＥＥＤから概ね５ｍ以内に設置する例を示したが、最大検出可能距離はミリ波センサ２０において利用する送信パワー、チャープ信号、アンテナ設計等、ミリ波センサ２０の構成に依存するものであり、１０ｍ程度の範囲にて設定可能であるが、医療介護施設内にて利用すること想定すると、５ｍ程度に設定することにより送信パワーを制限し、低消費電力化を実現できるとともに、ミリ波センサ２０の低コスト化を実現することができる。また、上記のようにａ＝１００ｃｍ、ｂ＝５０ｃｍの検知エリアＤＡを設定する場合、０°のラインから見た場合に図面左右方向に５０ｃｍ×５０ｃｍの正方形形状で左右対称な検知エリアＤＡを設定できるので、方位角度に関してはθａ１＝θａ２として、正負を考慮せず、９．５°及び１１．３°として設定することも可能である。さらに、図８（Ａ）においては１００ｃｍ×５０ｃｍのサイズで検知エリアＤＡを設定する場合について例示したが、検知エリアＤＡのサイズに関しては任意である。
まず、図８（Ａ）を用いて、出入口ドアＥＥＤの近傍に長方形の検知エリアＤＡを設定する設定方法ａについて説明する。この場合にミリ波センサ２０は、例えば、出入口ドアＥＥＤから概ね５ｍ以内の位置に設置する。このとき、図８（Ａ）のようにミリ波センサ２０からＬ１＝３ｍの距離で短辺側の長さｂ＝５０ｃｍ、長辺側の長さａ＝１００ｃｍとする長方形の検知エリアＤＡを設定する場合、Ｌ２＝２．５ｍとなるともに、図面右側の方位角度θａ１は、図８（Ａ）に示すように、ミリ波センサ２０方向（すなわち、出入口ドアＥＥＤの法線とミリ波センサ２０が一致する方向）を０°とした場合、図面右上側の頂点で約１１．３°、図面右下側の頂点で約９．５°となる。一方、図面左側の方位角度θａ２は、図面左上側の頂点で約－１１．３°、図面左下側の頂点で約－９．５°になる。なお、ミリ波センサ２０から見た各頂点までの角度は、ｔａｎ－１θ＝０．５／２．５＝１１．３°及びｔａｎ－１θ＝０．５／３＝９．４６°から算出される。従って、図８（Ａ）に示す長方形の検知エリアＤＡは、ミリ波センサ２０から見た４つの頂点までの距離（Ｌ１及びＬ２）と角度（±９．５°及び±１１．３°）によって規定することができる。具体的には、長方形の検知エリアＤＡの右上の頂点は、ミリ波センサ２０からの距離がＬ２、方位角度θａ１＝１１．３°、右下の頂点は、距離がＬ１、方位角度θａ１＝９．５°となるとともに、左下の頂点は、距離がＬ１、方位角度θａ２＝－９．５°、左上の頂点は、距離がＬ２、方位角度θａ２＝－１１．３°により規定することができる。なお、図８においては、ミリ波センサ２０の最大検出可能距離に基づき、ミリ波センサ２０を出入口ドアＥＥＤから概ね５ｍ以内に設置する例を示したが、最大検出可能距離はミリ波センサ２０において利用する送信パワー、チャープ信号、アンテナ設計等、ミリ波センサ２０の構成に依存するものであり、１０ｍ程度の範囲にて設定可能であるが、医療介護施設内にて利用すること想定すると、５ｍ程度に設定することにより送信パワーを制限し、低消費電力化を実現できるとともに、ミリ波センサ２０の低コスト化を実現することができる。また、上記のようにａ＝１００ｃｍ、ｂ＝５０ｃｍの検知エリアＤＡを設定する場合、０°のラインから見た場合に図面左右方向に５０ｃｍ×５０ｃｍの正方形形状で左右対称な検知エリアＤＡを設定できるので、方位角度に関してはθａ１＝θａ２として、正負を考慮せず、９．５°及び１１．３°として設定することも可能である。さらに、図８（Ａ）においては１００ｃｍ×５０ｃｍのサイズで検知エリアＤＡを設定する場合について例示したが、検知エリアＤＡのサイズに関しては任意である。
【0101】
以上の関係に基づき、本設定方法においては、上記長方形の検知エリアＤＡの各頂点までの距離と角度を距離情報及び角度情報として含む検知エリア設定データを予め設定データ記憶部１５２に記憶しておく方法を採用する。そして、本設定方法において検知エリア設定部１８１は、当該検知エリア設定データに基づき、長方形の検知エリアＤＡを設定しつつ、ミリ波センサ２０から取得した距離データ及び角度データにより示される距離ｄ及び角度θが、各頂点により規定される長方形の検知エリアＤＡに対応する距離及び方位角度の範囲内となった場合に検知エリアＤＡ内にユーザが侵入したものと検出する。また、照射エリアＩＡ内に複数の物体が存在し、ミリ波センサ２０において物体毎に距離データ、速度データ及び角度データが生成された場合に、検知エリア設定部１８１は、当該データと検知エリア設定データに基づき、物体毎に当該物体が検知エリアＤＡ内に侵入したか否かを判定する。なお、例えば、本設定方法における各頂点までの距離L１及びＬ２は、本発明の「距離情報」に相当するとともに、検知対象方位角度θａ１、θａ２を示す情報は、本発明の「角度情報」に相当する。
【0102】
（ｂ）設定方法ｂ
次いで、図８（Ｂ）を参照しつつ、出入口ドアＥＥＤ近傍に出入口ドアＥＥＤに近い辺が長くミリ波センサ２０に近い辺が短い台形形状の検知エリアＤＡを設定する設定方法ｂについて説明する。このような台形形状の検知エリアＤＡは、図８（Ｂ）に示すように、ミリ波センサ２０から図面左右方向に対して各々、方位角度θｂの範囲内であり、且つ、ミリ波センサ２０からの距離ｄが、Ｌ２～Ｌ１となるエリアに一致するので、検知対象距離の範囲をＬ２～Ｌ１、検知対象方位角度の範囲として±θｂを設定することにより簡単に台形形状の検知エリアＤＡを設定できる。この場合においても、ミリ波センサ２０は、最大検出可能距離に応じて、例えば出入口ドアＥＥＤから５ｍ以内の位置に設置する。また、この場合に、設定データ記憶部１５２には、検知対象距離の範囲としてＬ２～Ｌ１、検知対象方位角度の範囲として－θｂ～θｂの値を検知エリア設定データとして記憶する。なお、本設定方法におけるＬ１及びＬ２、θｂの値に関しては任意であり、設定する検知エリアＤＡのサイズ及び位置に応じて現場にて自由に設定することが可能である。そして、本設定方法において検知エリア設定部１８１は、ミリ波センサ２０から取得した距離データにより示される距離ｄがＬ２～Ｌ１（例えば、２．５ｍ～３ｍ）の範囲内であり、且つ、角度データにより示される角度θが±θｂの範囲内に収まる場合に検知エリアＤＡ内にユーザが侵入したものと検出する。なお、本設定方法においてもθｂは、正負を考慮せず、方位角度＝θｂとして、図面左右方向に対する方位角度を設定するようにしてもよい。また、本設定方法においても照射エリアＩＡ内に複数の物体が存在する場合に、検知エリア設定部１８１は、各物体毎に当該物体が検知エリアＤＡ内に侵入したか否かを判定する。本設定方法を採用することにより、ミリ波センサ２０からの方位角度設定を一つ（すなわち、θｂ）にして、簡易な設定を実現できる。また、出入口ドアＥＥＤに近い面の検知範囲を広くし、室内方向（すなわち、ミリ波センサ２０側）は狭くすることにより室内で出入口ドアＥＥＤの近傍をうろつくだけのユーザを検知しづらくするメリットを実現することもできる。なお、例えば、本設定方法における検知対象距離の範囲Ｌ２～Ｌ１及び検知対象角度の範囲±θｂを示す情報は、本発明の「距離情報」及び「角度情報」に相当する。
次いで、図８（Ｂ）を参照しつつ、出入口ドアＥＥＤ近傍に出入口ドアＥＥＤに近い辺が長くミリ波センサ２０に近い辺が短い台形形状の検知エリアＤＡを設定する設定方法ｂについて説明する。このような台形形状の検知エリアＤＡは、図８（Ｂ）に示すように、ミリ波センサ２０から図面左右方向に対して各々、方位角度θｂの範囲内であり、且つ、ミリ波センサ２０からの距離ｄが、Ｌ２～Ｌ１となるエリアに一致するので、検知対象距離の範囲をＬ２～Ｌ１、検知対象方位角度の範囲として±θｂを設定することにより簡単に台形形状の検知エリアＤＡを設定できる。この場合においても、ミリ波センサ２０は、最大検出可能距離に応じて、例えば出入口ドアＥＥＤから５ｍ以内の位置に設置する。また、この場合に、設定データ記憶部１５２には、検知対象距離の範囲としてＬ２～Ｌ１、検知対象方位角度の範囲として－θｂ～θｂの値を検知エリア設定データとして記憶する。なお、本設定方法におけるＬ１及びＬ２、θｂの値に関しては任意であり、設定する検知エリアＤＡのサイズ及び位置に応じて現場にて自由に設定することが可能である。そして、本設定方法において検知エリア設定部１８１は、ミリ波センサ２０から取得した距離データにより示される距離ｄがＬ２～Ｌ１（例えば、２．５ｍ～３ｍ）の範囲内であり、且つ、角度データにより示される角度θが±θｂの範囲内に収まる場合に検知エリアＤＡ内にユーザが侵入したものと検出する。なお、本設定方法においてもθｂは、正負を考慮せず、方位角度＝θｂとして、図面左右方向に対する方位角度を設定するようにしてもよい。また、本設定方法においても照射エリアＩＡ内に複数の物体が存在する場合に、検知エリア設定部１８１は、各物体毎に当該物体が検知エリアＤＡ内に侵入したか否かを判定する。本設定方法を採用することにより、ミリ波センサ２０からの方位角度設定を一つ（すなわち、θｂ）にして、簡易な設定を実現できる。また、出入口ドアＥＥＤに近い面の検知範囲を広くし、室内方向（すなわち、ミリ波センサ２０側）は狭くすることにより室内で出入口ドアＥＥＤの近傍をうろつくだけのユーザを検知しづらくするメリットを実現することもできる。なお、例えば、本設定方法における検知対象距離の範囲Ｌ２～Ｌ１及び検知対象角度の範囲±θｂを示す情報は、本発明の「距離情報」及び「角度情報」に相当する。
【0103】
（ｃ）検知エリアＤＡの設定に与えるミリ波センサ２０の設置位置の影響について
ここで、ミリ波センサ２０によって測定される距離ｄの測定誤差を小さくするためには、図９（Ａ）に示すように、ミリ波センサ２０が水平方向を直視する高さｈ２が、対象物（ユーザ）の腰から背中の高さに合わせて１００±１０ｃｍ程度となるようにミリ波センサ２０を設置することが望ましい。この構成を採用する場合には、次述する仰角エラーを考慮する必要がないので、上記設定方法ａ及びｂをそのまま適用して、容易に検知エリアＤＡを設定することができる。
ここで、ミリ波センサ２０によって測定される距離ｄの測定誤差を小さくするためには、図９（Ａ）に示すように、ミリ波センサ２０が水平方向を直視する高さｈ２が、対象物（ユーザ）の腰から背中の高さに合わせて１００±１０ｃｍ程度となるようにミリ波センサ２０を設置することが望ましい。この構成を採用する場合には、次述する仰角エラーを考慮する必要がないので、上記設定方法ａ及びｂをそのまま適用して、容易に検知エリアＤＡを設定することができる。
【0104】
一方、出入口ＥＥ近傍における施設Ｆの構造によっては、床から１００±１０ｃｍ程度の高さにミリ波センサ２０を設置することが困難になるケースも発生しうる。例えば、正面玄関のような広いホールに設けられた出入口ＥＥの場合、当該ホールにおいて出入口ドアＥＥＤから５ｍ程度の位置にミリ波センサ２０を高さ１００±１０ｃｍ程度の高さで設置しようとすると、何らかの工夫（例えば、ホール内に立てたポールにミリ波センサ２０を固定する等の工夫）を施す必要性が生じるが、設置方法によっては、ユーザの通行を邪魔する可能性があるため、図９（Ａ）のように天井付近（すなわち、図９の高さｈ１）にミリ波センサ２０を設置して、出入口ドアＥＥＤに向かってレーダ波ＲＷを照射することが望ましい。
【0105】
この場合、ミリ波センサ２０によって算出される距離ｄは、ミリ波センサ２０から対象物を見た際の仰角βに比例する仰角エラーが生じるため、この仰角エラーを考慮して検知エリアＤＡを設定する必要性が生じる。具体的には、ミリ波センサ２０を高さｈ１に設置した場合にミリ波センサ２０にて検出される対象物までの距離ｄは、図９（Ａ）に示すようにｄ＝Ｌ／ｃｏｓβ・・・（式９）となり、ミリ波センサ２０を高さｈ２に設置した場合における距離Ｌとは異なる値が得られることとなる。また、対象物の高さ方向の位置に応じて仰角は変化し、対象物の上側（例えば、ユーザの頭部側）と下側（例えば、ユーザの足底側）では、図９（Ｂ）に示すように仰角の値がβ１、β２と変化する。このとき、ミリ波センサ２０から対象物上側までの距離ｘ１と下側までの距離ｘ２は、各々、式９からｘ１＝Ｌ／ｃｏｓβ１、ｘ２＝Ｌ／ｃｏｓβ２となり、ミリ波センサ２０で算出される距離ｄの値が対象物の高さ方向の位置に応じてｘ１～ｘ２まで変化する。
【0106】
従って、本実施形態の入退場管理装置１０において、上記設定方法ａ及びｂにより検知エリアＤＡを設定する場合には、この仰角エラーを考慮して、検知対象距離Ｌ１及びＬ２の値を補正する必要が生じる。具体的には、実際に設定する検知対象距離Ｌ１及びＬ２の値に［（Ｌ／ｃｏｓβ）－Ｌ］程度の値を加算した値を検知対象距離として設定し、当該検知対象距離に対応する検知エリア設定データを設定データ記憶部１５２に記憶させるようにする。そして、検知エリア設定部１８１は、距離データにより示される距離ｄが当該補正後のＬ１～Ｌ２の範囲内となり、且つ、角度データにより示される角度θが検知エリア設定データにより示される方位角度の範囲内となった場合に、ユーザが検知エリアＤＡ内に侵入したものと判定する構成を採用する。なお、この場合における仰角βの値は、β１～β２の間で任意に設定可能であるが、対象物の下側における仰角に合わせて検知対象距離を設定した場合には、ペットセラピー用の動物や掃除用ロボットが検知エリアＤＡ内に侵入した際に、これらの侵入が検知され、警報が発報されてしまう可能性がある。従って、この種の誤報を防止するためには、ユーザの腰から背中程度の高さ（すなわち、上記高さｈ２と同様に１００±１０ｃｍ程度の高さ）を基準とした場合における仰角βの値を予め測定し、当該測定結果に応じて、検知対象距離Ｌ１及びＬ２の値を補正することが望ましい。この構成により、この種の誤報の発生を確実に防止することができる。
【0107】
次いで、キャンセル判定部１８２は、タイマ１３０及びビーコン信号受信部１１０と連動しつつ、検知エリア設定部１８１によって検知エリアＤＡに対する物体の侵入検知タイミングから上記設定時間内に無線タグ装置３０によって発信されたビーコン信号を受信したか否かを判定する。そして、設定時間内にビーコン信号が受信された場合には、ビーコン信号受信部１１０と連動して、当該受信されたビーコン信号の受信電界強度を測定し、当該測定した受信電界強度に基づき、当該無線タグ装置３０が有効エリアＥＡ内に所在するか否かを判定する。
【0108】
そして、キャンセル判定部１８２は、検知エリア設定部１８１による物体の侵入検知タイミングから設定時間内にビーコン信号が受信され、且つ、当該ビーコン信号の送信元無線タグ装置３０が有効エリアＥＡ内に所在する場合にのみ警報信号の送信をキャンセルするものと判定し、設定時間内にビーコン信号が受信されない場合、及び、設定時間内にビーコン信号が受信された場合であっても、当該無線タグ装置３０が有効エリアＥＡ内に所在しない場合には、警報信号の送信が必要であるものと判定する。なお、本実施形態のキャンセル判定部１８２は、例えは、本発明の「判定手段」を構成する。
【0109】
警報信号送信処理部１８３は、キャンセル判定部１８２により警報信号の送信が必要と判定された場合に、警報信号を送信するための警報信号送信処理を実行する。具体的には、警報信号送信処理部１８３は、検知エリア設定部１８１により検知エリアＤＡに対する物体の侵入が検知された時点で、設定データ記憶部１５２から自機の入退場管理装置ＩＤを読み出すとともに、通信制御部１７０と連動しつつ、管理サーバ装置４０に侵入検知情報を送信し、自機の設置された出入口ＥＥに対応する侵入検知出入口情報を取得する。そして、警報信号送信部１２０は、当該取得した侵入検知出入口情報を含む警報信号を生成しつつ、警報信号送信部１２０に供給して、通信端末装置５０に送信させる。なお、本実施形態の警報信号送信処理部１８３は、警報信号送信部１２０、管理サーバ装置４０及び通信端末装置５０と連動して、例えば、本発明の「警報発報手段」を構成する。
【0110】
［Ａ－５］入退場管理装置１０の動作
次いで、図１０及び１１を用いつつ、本実施形態の入退場管理装置１０の動作について説明する。なお、図１１及び１２は、各々本実施形態のデータ処理部１８０において実行されるメイン処理及びキャンセルサブ処理を示すフローチャートである。
次いで、図１０及び１１を用いつつ、本実施形態の入退場管理装置１０の動作について説明する。なお、図１１及び１２は、各々本実施形態のデータ処理部１８０において実行されるメイン処理及びキャンセルサブ処理を示すフローチャートである。
【0111】
本処理に先立ち、設定データ記憶部１５２には、図１０及び１１に記載の処理を実行するために必要な各種のデータが記憶済の状態になっているものとする。
【0112】
また、図１０に示すメイン処理は、入退場管理装置１０の電源をＯＮにした時点でデータ処理部１８０と装置管理制御部１６０が共同しつつ処理を開始し、入退場管理装置１０の電源をＯＦＦにするか、又は、入退場管理装置１０の図示せぬ操作部に対して、所定の操作（例えば、警報の一時解除入力等）が行われるまで継続して実行される処理であるのに対して、図１１に示すキャンセルサブ処理は、検知エリアＤＡに対する物体の侵入検知時に、キャンセル判定部１８２が実行する処理となっている。
【0113】
まず、本実施形態の入退場管理装置１０は、電源がＯＮになると、これに伴い、ミリ波センサ２０に対する電力供給を開始する。なお、ミリ波センサ２０が、コンセント等から電力供給を受け、入退場管理装置１０からの制御に応じて電源がＯＮとなる構成を採用する場合には、入退場管理装置１０の電源がＯＮにされた後、所定の入力操作（例えば、監視開始操作等）が行われると、入退場管理装置１０からミリ波センサ２０に制御コマンドを出力するようにする。この結果、ミリ波センサ２０においては、チャープシンセサイザ２２がＴＸＣｈｉｒｐの生成を開始して、当該ＴＸＣｈｉｒｐがレーダ波ＲＷとして照射エリアＩＡに照射される状態となる。このとき、照射エリアＩＡ内に物体が存在しない状態においては、出入口ドアＥＥＤ等の反射物によって反射されたレーダ波ＲＷ（すなわち、ＲＸＣｈｉｒｐ）が、受信用アンテナＲＸＡによって受信され、デジタル信号処理部２７は、ＴＸＣｈｉｒｐとＲＸＣｈｉｒｐに基づき、上記方法により反射物までの距離、反射物の移動速度及び当該反射物までの角度を算出して、距離データ、速度データ及び角度データを生成する。なお、照射エリアＩＡ内にユーザが侵入していない場合、反射物となる出入口ドアＥＥＤ等までの距離、当該反射物の移動速度（例えば、出入口ドアＥＥＤが自動ドアの場合のドアの移動速度等）及び当該反射物までの角度が算出される。またこのとき、照射エリアＩＡ内に複数の物体が存在する場合、ミリ波センサ２０は、各物体毎に当該物体までの距離、当該物体の移動速度及び当該物体までの角度を算出し、距離データ、速度データ及び角度データを物体毎に生成する。そして、検知エリア設定部１８１は、このようにしてミリ波センサ２０において生成された物体毎の距離データと角度データを少なくともミリ波センサ２０から取得する（ステップＳａ１）。なお、ステップＳａ１においては、距離データ及び角度データと合わせて、速度データを取得するようにしてもよいが、この点に関しては変形例の項にて詳述する。
【0114】
次いで、検知エリア設定部１８１は、ステップＳａ１において取得された距離データにより示される距離ｄ及び角度データにより示される角度θと、設定データ記憶部１５２に記憶された検知エリア設定データを比較して、検知エリアＤＡに物体が侵入したか否かを判定する（ステップＳａ２）。このとき、検知エリア設定部１８１は、物体毎に距離データ及び角度データを検知エリア設定データと比較して、検知エリアＤＡへの侵入の有無を物体毎に判定する。具体的には、各物体に対応する距離データ及び角度データの示す距離ｄ及び角度θが検知エリア設定データにより規定される検知対象距離Ｌ２～Ｌ１の範囲内であり、且つ、検知対象方位角度の範囲内に収まっている場合に、該当する物体が検知エリアＤＡ内に物体が侵入したものと判定するようになっている。なお、検知エリアＤＡ内に物体が存在しない場合、距離データ及び角度データにより示される距離ｄ及び角度θは、出入口ドアＥＥＤ等の反射物までの距離及び角度となるため、検知エリア設定データにより示される検知対象距離及び検知対象方位角度の範囲外となり、検知エリアＤＡ内に物体が侵入したものと判定されることはない。
【0115】
そして、このステップＳａ２の判定において、物体が侵入していないものと判定すると、検知エリア設定部１８１は、ステップＳａ３～６の処理を実行することなく、処理をステップＳａ１にリターンさせ、検知エリアＤＡに対する物体の侵入を監視する状態を維持する。
【0116】
一方、ステップＳａ２における判定の結果、検知エリアＤＡに対する物体の侵入が検知された場合に、キャンセル判定部１８２は、キャンセルサブ処理を実行する（ステップＳａ３）。
【0117】
［Ａ－５－１］キャンセルサブ処理
次いで、ステップＳａ３において実行されるキャンセルサブ処理について、図１１を用いて説明する。
次いで、ステップＳａ３において実行されるキャンセルサブ処理について、図１１を用いて説明する。
【0118】
本処理においてキャンセル判定部１８２は、まず、ビーコン信号受信部１１０及びタイマ１３０と連動しつつ、検知エリアＤＡに対する物体の侵入検知タイミングから設定時間内にビーコン信号を受信したか否かを判定し（ステップＳｂ１）、設定時間内にビーコン信号が受信されない場合には、警報信号を送信する必要があるものとして、非キャンセル判定を行い（ステップＳｂ５）、処理を終了する。
【0119】
これに対して、侵入検知タイミングから設定時間内にビーコン信号を受信した場合に、キャンセル判定部１８２は、ビーコン信号受信部１１０と連動して、ビーコン信号受信時の受信電界強度を測定し（ステップＳｂ２）、当該測定した受信電界強度に基づき、受信されたビーコン信号の送信元無線タグ装置３０が有効エリアＥＡ内に所在するか否かを判定する（ステップＳｂ３）。
【0120】
そして、無線タグ装置３０が有効エリアＥＡ内に所在するものと判定すると、キャンセル判定部１８２は、警報信号の送信が不要であるものとしてキャンセル判定を行い（ステップＳｂ４）、処理を終了する。
【0121】
これに対して、当該無線タグ装置３０が、有効エリアＥＡ内に所在しないものと判定すると、キャンセル判定部１８２は、非キャンセル判定を行って（ステップＳｂ５）、処理を終了する。
【0122】
このようにして、キャンセルサブ処理（ステップＳａ３）が完了すると、キャンセル判定部１８２は、キャンセルサブ処理の結果に応じて、警報信号の送信をキャンセルするか否かを判定し（ステップＳａ４）、キャンセルするものと判定すると、通信端末装置５０に対する警報信号の送信をキャンセルした後（ステップＳａ５）、処理をステップＳａ１にリターンさせる。
【0123】
一方、ステップＳａ４において、警報信号の送信をキャンセルしないものと判定すると、警報信号送信処理部１８３は、警報信号送信処理を実行した後（ステップＳａ６）、処理をステップＳａ１にリターンさせる。この結果、データ処理部１８０は、電源がＯＦＦにされるか所定の入力操作が行われるまでステップＳａ１～６の処理を所定周期（例えば、１０００Ｈｚ等）で繰り返し、電源ＯＮのタイミングから電源ＯＦＦ又は入退場管理装置１０に所定の入力操作が行われるまで検知エリアＤＡに対する物体の侵入の監視状態を維持しつつ、その都度、警報発報の要否が決定されることとなる。なお、入退場管理装置１０の電源がＯＦＦにされ、又は、入退場管理装置１０にて所定の入力操作が行われた場合には、ミリ波センサ２０の電源もＯＦＦとなって、ミリ波センサ２０によるレーダ波ＲＷの照射も終了する。
【0124】
以上説明したように本実施形態の入退場管理システム１においては、施設Ｆの出入口ＥＥの近傍にミリ波センサ２０と入退場管理装置１０を設置し、ミリ波センサ２０から出入口ＥＥ近傍の検知エリアＤＡを含む照射エリアＩＡにレーダ波ＲＷとしてのＴＸＣｈｉｒｐを照射するとともに、照射エリアＩＡ内の一部に検知エリアＤＡを設定して、当該検知エリアＤＡに対する物体の侵入検知時に入退場管理装置１０から通信端末装置５０に警報信号を送信して、通信端末装置５０にて警報を発報させる構成になっている。
【0125】
この構成により、本実施形態の入退場管理システム１は、ユーザによる装置携行等の条件に依存することなく、未携行ユーザが出入口ＥＥを通過して外出する可能性があることを施設Ｆの管理者に報知でき、施設入所ユーザの無断外出を有効に防止できる。また、検知エリアＤＡは出入口ＥＥ近傍の限られた領域に絞り込むことができるので、施設入所ユーザが単に施設Ｆ内の通路を歩行しているだけの状態で警報が発生するなどの誤報の発生を確実に防止することができる。
【0126】
さらに、本実施形態の入退場管理システム１においては、施設Ｆへの入退場が制限されない施設Ｆの管理者や外来者及び外出許可を得ている施設入所ユーザに関しては、無線タグ装置３０を配布して、検知エリアＤＡに対する物体の侵入検知後、設定時間内に無線タグ装置３０により送信されたビーコン信号を受信し、且つ、当該無線タグ装置３０が有効エリアＥＡ内に所在する場合に入退場管理装置１０が通信端末装置５０に対する警報信号の送信をキャンセルする構成になっている。
【0127】
この構成により、本実施形態の入退場管理システム１は、施設Ｆへの入退場が制限されないユーザが検知エリアＤＡ内に侵入したとしても警報が発報されることがなく、システム運用時における実用性を向上させることができる。施設Ｆの管理者や外来者、外出許可を受けている施設入所ユーザ等、無線タグ装置３０の配布を受ける携行ユーザは、他の施設入所ユーザと異なり、徘徊などの行動を起こす可能性が低く、無線タグ装置３０の携行を拒否する可能性も低いので、確実に無線タグ装置３０を携行させることができ、携行ユーザと未携行ユーザを確実に判別しつつ、未携行ユーザが検知エリアＤＡに侵入した場合にのみ警報を発報することで、誤報の発生を防止して、管理者の業務負担を軽減できる。また、施設入所ユーザ全員分の無線タグ装置３０を準備する必要性もないので、システム導入時及び運用時のコストを削減できる。さらに、本実施形態の入退場管理システム１においては、施設入所ユーザを個別に管理する必要がないので、煩雑なユーザ情報の管理を簡略化できる。なお、本実施形態においては有効エリアＥＡ内に所在する無線タグ装置３０により送信されたビーコン信号を受信した場合にのみ警報の発報をキャンセルする構成を採用したが、警報に厳密さを求めない場合には、有効エリアＥＡ外の無線タグ装置３０からビーコン信号を受信した際に警報をキャンセルする構成を採用することも可能である。
【0128】
［Ｂ］第２実施形態
［Ｂ－１］第２実施形態の概要
次いで、本発明に係る入退場管理システムの第２実施形態の概要について、図１２を用いて説明する。なお、図１２は、本実施形態の入退場管理システムにおける概要動作を示すタイミングチャートである。また、本実施形態の入退場システムは、図１～７と同様の構成により実現されるものであるため、以下においては、第１実施形態と異なる点についてのみ説明し、特に言及しない構成要素に関しては、第１実施形態と同様の機能を有するものとして説明を行う。
［Ｂ－１］第２実施形態の概要
次いで、本発明に係る入退場管理システムの第２実施形態の概要について、図１２を用いて説明する。なお、図１２は、本実施形態の入退場管理システムにおける概要動作を示すタイミングチャートである。また、本実施形態の入退場システムは、図１～７と同様の構成により実現されるものであるため、以下においては、第１実施形態と異なる点についてのみ説明し、特に言及しない構成要素に関しては、第１実施形態と同様の機能を有するものとして説明を行う。
【0129】
上記第１実施形態の入退場管理装置１０においては、キャンセル判定部１８２が検知エリアＤＡに対する物体の侵入検知後、設定時間内に有効エリアＥＡ内に所在する無線タグ装置３０からビーコン信号を受信した場合に、警報信号の送信をキャンセルするものと判定することで、上記判定方法２による警報信号送信の要否判定を行う構成を採用していた。これに対して、本実施形態においては、キャンセル判定部１８２が、以下の方法により警報信号の送信の要否を判定して、上記判定方法１を実現する構成になっている。
（ａ）まず、本実施形態において、キャンセル判定部１８２は、ビーコン信号受信部１１０と連動しつつ、無線タグ装置３０から所定周期（例えば、１秒間隔）にて発信されるビーコン信号の受信状態を常時監視する（図１２参照）。
（ｂ）そして、キャンセル判定部１８２は、ビーコン信号が受信された場合には、当該ビーコン信号受信時の受信電界強度に基づき、ビーコン信号の送信元無線タグ装置３０が有効エリアＥＡ内に所在するか否かを特定し、有効エリアＥＡ内に無線タグ装置３０が所在するものと判定された場合に、当該ビーコン信号の受信タイミングから所定の期間（例えば、１秒間）を警報キャンセル有効期間として設定しつつ、当該警報キャンセル有効期間内に検知エリアＤＡに対する物体の侵入が検知されると（すなわち、警報キャンセル有効期間内に物体侵入検知タイミングが到来すると）、警報信号の送信をキャンセルするものと判定する一方、警報キャンセル有効期間外に検知エリアＤＡに対する物体の侵入が検知されると、警報信号を送信するものと判定する。なお、本実施形態の警報キャンセル有効期間は、例えば、本発明の「第１時間」を構成する。
（ａ）まず、本実施形態において、キャンセル判定部１８２は、ビーコン信号受信部１１０と連動しつつ、無線タグ装置３０から所定周期（例えば、１秒間隔）にて発信されるビーコン信号の受信状態を常時監視する（図１２参照）。
（ｂ）そして、キャンセル判定部１８２は、ビーコン信号が受信された場合には、当該ビーコン信号受信時の受信電界強度に基づき、ビーコン信号の送信元無線タグ装置３０が有効エリアＥＡ内に所在するか否かを特定し、有効エリアＥＡ内に無線タグ装置３０が所在するものと判定された場合に、当該ビーコン信号の受信タイミングから所定の期間（例えば、１秒間）を警報キャンセル有効期間として設定しつつ、当該警報キャンセル有効期間内に検知エリアＤＡに対する物体の侵入が検知されると（すなわち、警報キャンセル有効期間内に物体侵入検知タイミングが到来すると）、警報信号の送信をキャンセルするものと判定する一方、警報キャンセル有効期間外に検知エリアＤＡに対する物体の侵入が検知されると、警報信号を送信するものと判定する。なお、本実施形態の警報キャンセル有効期間は、例えば、本発明の「第１時間」を構成する。
【0130】
例えば、図１２には、無線タグ装置３０からタイミングｔ０１、ｔ０３、ｔ０４、ｔ０６、ｔ０７及びｔ０８においてビーコン信号が発信された状態を示している。このとき、（１）タイミングｔ０１で発信されたビーコン信号ＢＳ１はビーコン信号受信部１１０によって受信されず、（２）タイミングｔ０３で発信されたビーコン信号ＢＳ２は、ビーコン信号受信部１１０によって受信されるものの、受信電界強度に基づき当該無線タグ装置３０が有効エリアＥＡ外に所在するものと特定され、（３）タイミングｔ０４で発信されたビーコン信号ＢＳ３は、ビーコン信号受信部１１０によって受信され、且つ、当該無線タグ装置３０が有効エリアＥＡ内に所在するものと判定され、（４）タイミングｔ０６で発信されたビーコン信号ＢＳ４は、ビーコン信号受信部１１０によって受信されるものの、当該無線タグ装置３０が有効エリアＥＡ外に所在するものと特定され、その後、（５）タイミングｔ０７及びｔ０８で発信されたビーコン信号ＢＳ５及びＢＳ６は、各々、ビーコン信号受信部１１０によって受信されない状態が例示されている。
【0131】
このとき、キャンセル判定部１８２はタイミングｔ０４よりも前の期間中、及び、タイミングｔ０６以降の期間中に検知エリアＤＡに対する物体の侵入が検知されても警報信号の送信をキャンセルすることなく、通信端末装置５０に対して警報信号を送信するものと判定する。例えば、図１２に例示する場合にタイミングｔ０２で検知エリアＤＡへの物体の侵入が検知された場合には、警報信号の送信が必要であるものと判定して、警報信号送信処理部１８３と連動しつつ、通信端末装置５０に警報信号を送信する。なお、警報信号送信時の処理は、第１実施形態と同様である。
【0132】
一方、タイミングｔ０４において、有効エリアＥＡ内の無線タグ装置３０からビーコン信号ＢＳ３を受信すると、キャンセル判定部１８２は、タイミングｔ０４から所定の時間（例えば、図１２に示す場合には、タイミングｔ０４からｔ０６までの１秒間）を警報キャンセル有効期間に設定する。そして、この警報キャンセル有効期間中に検知エリアＤＡに対する物体の侵入検知タイミング（図１２に示す場合にはタイミングｔ０５）が到来した場合、キャンセル判定部１８２は、警報信号の送信を不要と判定して、警報信号の送信をキャンセルする。
【0133】
この構成により、本実施形態においてキャンセル判定部１８２は、有効エリアＥＡ内に所在する無線タグ装置３０からビーコン信号を受信した場合にのみ、警報キャンセル有効期間を設定しつつ、警報キャンセル有効期間内に検知エリアＤＡに対する物体の侵入検知タイミングが到来すると、警報の発報をキャンセルするものと判定する一方、警報キャンセル有効期間以外のタイミングにて検知エリアＤＡに対する物体の侵入が検知された場合に警報信号を送信するものと判定して、上記判定方法１を実現することができる。
【0134】
ここで、本実施形態の構成を採用する場合であっても、警報キャンセル有効期間以外のタイミングにて携行ユーザが検知エリアＤＡに侵入し、当該侵入タイミングから設定時間内に当該携行ユーザの携行する無線タグ装置３０から発信されるビーコン信号がビーコン信号受信部１１０により受信されるケースも発生し得る。この場合に、通信端末装置５０に警報信号を送信することは、管理者に無用な業務負担を強いることになりシステム運用上も望ましくない。例えば、図１２に例示する場合には、ビーコン信号ＢＳ２の発信及び受信がなされるタイミングｔ０３からビーコン信号ＢＳ３の発信及び受信がなされるタイミングｔ０４までの１秒間は、警報キャンセル有効期間に設定されていないので、この間に携行ユーザが検知エリアＤＡに侵入すると、警報が発報される可能性がある。特に、携行ユーザには、管理者や外来者が含まれるため、これらのユーザが軽い駆け足や早足で移動すると、ビーコン信号の発信間隔であるタイミングｔ０３～ｔ０４の１秒間に携行ユーザが検知エリアＤＡ内に侵入するケースが発生し得る。
【0135】
しかしながら、このタイミングｔ０３～ｔ０４の間に携行ユーザの侵入が検知された場合には、タイミングｔ０４において有効エリア内に所在する無線タグ装置３０からビーコン信号を受信することになるので、警報の発報をキャンセルすることが妥当であるものと考えられる。そこで、本実施形態においても、キャンセル判定部１８２は、警報キャンセル有効期間外に検知エリアＤＡに対する物体の侵入が検知された場合であっても、侵入検知タイミングから所定時間（設定時間）内に有効エリアＥＡ内に所在する無線タグ装置３０によって発信されたビーコン信号を受信すると、警報信号の送信をキャンセルする構成を採用することとした。なお、この場合における動作等については、第１実施形態と同様である。この構成により、本実施形態の入退場管理装置１０は、ユーザの移動速度やビーコン信号の発信間隔に大きな影響を受けず、確実に無駄な警報をキャンセルすることができる。なお、上記のようにミリ波センサ２０による最大検知速度ＶＭａｘは１２．５ｍ／秒であるため、ユーザが早足や軽い駆け足で移動する程度の速度であれば問題なくユーザの移動速度を算出することが可能である。
【0136】
［Ｂ－２］入退場管理装置１０の動作
次いで、図１３及び１４を用いつつ、本実施形態の入退場管理装置１０の動作について説明する。なお、図１３及び１４は、各々、本実施形態のデータ処理部１８０において実行されるメイン処理及びキャンセルサブ処理を示すフローチャートである。
次いで、図１３及び１４を用いつつ、本実施形態の入退場管理装置１０の動作について説明する。なお、図１３及び１４は、各々、本実施形態のデータ処理部１８０において実行されるメイン処理及びキャンセルサブ処理を示すフローチャートである。
【0137】
本処理に先立ち、設定データ記憶部１５２には、図１３及び１４に記載の処理を実行するために必要な各種のデータが記憶済の状態になっているものとする。
【0138】
また、図１３及び１４に示す各処理は、入退場管理装置１０の電源をＯＮにした時点でデータ処理部１８０及び装置管理制御部１６０がビーコン信号受信部１１０と連動しつつ、略同時に開始され、入退場管理装置１０の電源をＯＦＦにするか、又は、入退場管理装置１０の図示せぬ操作部に対して上記所定の操作が行われるまで同時並行的に継続して実行される処理である。
【0139】
［Ｂ－２－１］メイン処理
まず、図１３を参照しつつ、本実施形態のキャンセル判定部１８２において実行されるメイン処理について説明する。本実施形態においても入退場管理装置１０の電源がＯＮになると、ミリ波センサ２０に対する電力供給が開始され、送信用アンテナＴＸＡからレーダ波ＲＷとしてＴＸＣｈｉｒｐの送信が開始される。なお、ミリ波センサ２０が、コンセント等から電力供給を受け、入退場管理装置１０からの制御に応じて電源がＯＮとなる構成を採用する場合には、入退場管理装置１０の電源がＯＮにされた後、所定の入力操作（例えば、監視開始操作）が行われると、入退場管理装置１０からミリ波センサ２０に制御コマンドを出力するようにする。この結果、レーダ波ＲＷが照射エリアＩＡに照射されるとともに、照射エリアＩＡ内に存在する物体によって生じたＲＸＣｈｉｒｐが受信用アンテナＲＸＡにより受信される。このとき、デジタル信号処理部２７は、第１実施形態と同様の方法によりＴＸＣｈｉｒｐとＲＸＣｈｉｒｐに基づき、照射エリアＩＡ内に存在する各物体までの距離、当該物体の移動速度及び当該物体までの角度を個別に算出しつつ、算出結果に対応する距離データ等を生成する。検知エリア設定部１８１は、このようにしてミリ波センサ２０において生成された物体毎の距離データと角度データを少なくともミリ波センサ２０から取得する（ステップＳｃ１）。なお、ステップＳｃ１においては、距離データ及び角度データと合わせて、速度データを取得するようにしてもよいが、この点に関しては変形例の項にて詳述する。
まず、図１３を参照しつつ、本実施形態のキャンセル判定部１８２において実行されるメイン処理について説明する。本実施形態においても入退場管理装置１０の電源がＯＮになると、ミリ波センサ２０に対する電力供給が開始され、送信用アンテナＴＸＡからレーダ波ＲＷとしてＴＸＣｈｉｒｐの送信が開始される。なお、ミリ波センサ２０が、コンセント等から電力供給を受け、入退場管理装置１０からの制御に応じて電源がＯＮとなる構成を採用する場合には、入退場管理装置１０の電源がＯＮにされた後、所定の入力操作（例えば、監視開始操作）が行われると、入退場管理装置１０からミリ波センサ２０に制御コマンドを出力するようにする。この結果、レーダ波ＲＷが照射エリアＩＡに照射されるとともに、照射エリアＩＡ内に存在する物体によって生じたＲＸＣｈｉｒｐが受信用アンテナＲＸＡにより受信される。このとき、デジタル信号処理部２７は、第１実施形態と同様の方法によりＴＸＣｈｉｒｐとＲＸＣｈｉｒｐに基づき、照射エリアＩＡ内に存在する各物体までの距離、当該物体の移動速度及び当該物体までの角度を個別に算出しつつ、算出結果に対応する距離データ等を生成する。検知エリア設定部１８１は、このようにしてミリ波センサ２０において生成された物体毎の距離データと角度データを少なくともミリ波センサ２０から取得する（ステップＳｃ１）。なお、ステップＳｃ１においては、距離データ及び角度データと合わせて、速度データを取得するようにしてもよいが、この点に関しては変形例の項にて詳述する。
【0140】
次いで、検知エリア設定部１８１は、ステップＳｃ１において取得された距離データにより示される距離ｄ及び角度データにより示される角度θと、設定データ記憶部１５２に記憶された検知エリア設定データを比較して、検知エリアＤＡに物体が侵入したか否かを判定する（ステップＳｃ２）。なお、ステップＳｃ１及び２における処理は、図１０のステップＳａ１及びＳａ２と同様である。
【0141】
そして、このステップＳｃ２の判定において、ユーザが侵入していないものと判定すると、検知エリア設定部１８１は、ステップＳｃ３～５の処理を実行することなく、処理をステップＳｃ１にリターンさせる。
【0142】
一方、ステップＳｃ２における判定の結果、検知エリアＤＡに対するユーザの侵入が検知された場合に、キャンセル判定部１８２は、タイマ１３０と連動しつつ、当該侵入検知タイミングを特定し、当該検知タイミングが、警報キャンセル有効期間内であるか否かを判定する（ステップＳｃ３）。なお、本実施形態において警報キャンセル有効期間は、次述するキャンセルサブ処理において設定される構成になっているため、ステップＳｃ３においてキャンセル判定部１８２は、次述するキャンセルサブ処理において設定される警報キャンセル有効期間と、検知エリアＤＡに対する物体の侵入検知タイミングを比較することによって、当該侵入検知タイミングが警報キャンセル有効期間内であるか否かを判定する。
【0143】
そして、キャンセル判定部１８２は、当該侵入検知タイミングが警報キャンセル有効期間内であるものと判定すると、警報の発報が不要であるものとして警報信号の送信をキャンセルし（ステップＳｃ５）、処理をステップＳｃ１にリターンさせる。
【0144】
これに対して、当該侵入検知タイミングが警報キャンセル有効期間外であるものと判定すると、キャンセル判定部１８２は、ビーコン信号受信部１１０及びタイマ１３０と連動して、設定時間内に有効エリアＥＡ内に所在する無線タグ装置３０からビーコン信号を受信したか否かを判定する（ステップＳｃ４）。
【0145】
そして、このステップＳｃ４において設定時間内に有効エリアＥＡ内に所在する無線タグ装置３０からビーコン信号を受信したものと判定すると（ステップＳｃ４「Ｙｅｓ」）、警報信号の送信をキャンセルして（ステップＳｃ５）、処理をステップＳｃ１にリターンさせる。この構成により本実施形態の入退場管理装置１０は、例えば、図１３のタイミングｔ０３～ｔ０４の間に携行ユーザが検知エリアＤＡ内に侵入し、タイミングｔ０４において有効エリアＥＡ内に所在する無線タグ装置３０からビーコン信号ＢＳ３を受信したような場合には警報信号の送信をキャンセルでき、警報の無駄な発報を確実に防止することができる。
【0146】
これに対して、ステップＳｃ４において設定時間内に有効エリアＥＡ内に所在する無線タグ装置３０からビーコン信号を受信しなかったものと判定した場合に（ステップＳｃ４「Ｎｏ」）、キャンセル判定部１８２は、警報信号送信処理部１８３と連動しつつ警報信号送信処理を実行し（ステップＳｃ６）、警報信号を送信した後、処理をステップＳｃ１にリターンさせる。この結果、データ処理部１８０においては、入退場管理装置１０の電源がＯＦＦにされるか、所定の入力操作が行われるまでステップＳｃ１～６の処理が所定周期（例えば、１０００Ｈｚ等）で繰り返され、電源ＯＮのタイミングから電源ＯＦＦ又は入退場管理装置１０に所定の入力操作が行われるまで検知エリアＤＡに対するユーザの侵入の監視状態を維持しつつ、必要に応じて警報発報の要否が決定されることとなる。
【0147】
［Ｂ－２－１］キャンセルサブ処理
次いで、図１４を用いて、本実施形態のキャンセル判定部１８２がビーコン信号受信部１１０及びタイマ１３０と連動しつつ、実行するキャンセルサブ処理について説明する。
次いで、図１４を用いて、本実施形態のキャンセル判定部１８２がビーコン信号受信部１１０及びタイマ１３０と連動しつつ、実行するキャンセルサブ処理について説明する。
【0148】
まず、入退場管理装置１０の電源がＯＮにされると、キャンセル判定部１８２は、ビーコン信号受信部１１０と連動しつつ、ビーコン信号の受信監視処理を実行して、ビーコン信号受信部１１０におけるビーコン信号の受信状態を監視する（ステップＳｄ１）。
【0149】
そして、ビーコン信号受信部１１０によりビーコン信号が受信されると（例えば、図１２のタイミングｔ０３、ｔ０４、ｔ０６）、キャンセル判定部１８２は、当該ビーコン信号の受信電界強度に基づき、当該ビーコン信号の送信元無線タグ装置３０が、有効エリアＥＡ内に所在するか否かを判定し（ステップＳｄ２）、有効エリアＥＡ外と判定すると（例えば、図１２タイミングｔ０３、及びｔ０６）、警報キャンセル有効期間を設定することなく処理をステップＳｄ１にリターンさせる。一方、無線タグ装置３０が有効エリアＥＡ内にあると判定すると（例えば、図１２のタイミングｔ０４）、当該ビーコン信号の受信タイミングから所定の時間を警報キャンセル有効期間に設定した後（ステップＳｄ３）、処理をステップＳｄ１にリターンさせる。
【0150】
本実施形態においてキャンセル判定部１８２は、入退場管理装置１０の電源がＯＦＦにされるか、所定の入力操作が行われるまでステップＳｄ１～３の処理を繰り返すことにより、無線タグ装置３０から発信されるビーコン信号の受信状態を常時監視し、有効エリアＥＡ内に所在する無線タグ装置３０によって発信されたビーコン信号を受信すると、当該受信タイミングから所定期間を警報キャンセル有効期間に設定する。この結果、上記メイン処理（図１３）のステップＳｃ３において、物体の侵入検知タイミングが警報キャンセル有効期間内であると判定された場合に警報信号の送信がキャンセルされることとなり、上記判定方法１による警報発報の要否判定が実現される。なお、本実施形態においては、有効エリアＥＡ内に所在する無線タグ装置３０により送信されたビーコン信号を受信した場合にのみ警報キャンセル有効期間を設定して（ステップＳｄ３）、当該期間中におけるユーザの検知エリアＤＡ侵入時に警報の発報をキャンセルする構成を採用したが、警報に厳密さを求めない場合には、有効エリアＥＡ外の無線タグ装置３０からビーコン信号を受信した際にも警報キャンセル有効期間を設定して、当該期間中におけるユーザの侵入検知時に警報の発報をキャンセルする構成を採用することも可能である。
【0151】
［Ｃ］変形例
［Ｃ－１］変形例１
上記各実施形態においては、入退場管理システム１に通信端末装置５０を設ける構成を採用したが、入退場管理装置１０にブザーや警報ランプを内蔵して、検知エリアＤＡに対する物体の侵入が検知された際に、上記判定方法１及び２の少なくとも一方の方法により、警報発報の要否判定を行って、警報の発報が必要と判定された場合に、入退場管理装置１０に内蔵したブザーや警報ランプによって入所ユーザが無断外出する可能性があることを報知する構成にしてもよい。この場合には、入退場管理装置１０に内蔵された警報ランプを出入口ＥＥの上部や横に設置し、無断外出が発生する可能性のある出入口ＥＥを管理者が視認可能にする構成を採用することが望ましい。
［Ｃ－１］変形例１
上記各実施形態においては、入退場管理システム１に通信端末装置５０を設ける構成を採用したが、入退場管理装置１０にブザーや警報ランプを内蔵して、検知エリアＤＡに対する物体の侵入が検知された際に、上記判定方法１及び２の少なくとも一方の方法により、警報発報の要否判定を行って、警報の発報が必要と判定された場合に、入退場管理装置１０に内蔵したブザーや警報ランプによって入所ユーザが無断外出する可能性があることを報知する構成にしてもよい。この場合には、入退場管理装置１０に内蔵された警報ランプを出入口ＥＥの上部や横に設置し、無断外出が発生する可能性のある出入口ＥＥを管理者が視認可能にする構成を採用することが望ましい。
【0152】
また、施設Ｆの規模が比較的小さい場合には、出入口ＥＥの数も限られ、施設入所ユーザ数も少なくなることから上記各ＤＢ４１１及び４１２に格納すべきデータ数も限られたものとなる。このような場合には、これらのＤＢ４１１及び４１２を入退場管理装置１０に設け、管理サーバ装置４０を省略することもできる。なお、この場合には、出入口ＥＥの各々に入退場管理装置１０が設けられることになるため、入退場管理装置１０に出入口管理ＤＢ４１２を設けることは必要とならない。また、この場合には、入退場管理装置１０に自機の設置された出入口ＥＥの名称及び当該出入口ＥＥの施設内位置情報の少なくとも一方を記憶させるようにして、当該記憶された出入口名や施設内位置情報を含む警報信号を送信する構成とすればよい。さらに、上記各実施形態においては、ミリ波センサ２０と、入退場管理装置１０を別体で設ける構成を採用したが、入退場管理装置１０にミリ波センサ２０を内蔵して、入退場管理装置１０からレーダ波ＲＷを照射しつつ検知エリアＤＡを形成する構成を採用してもよい。また、ブザーや警報ランプ、電光掲示板等の表示部等を有する通信端末装置５０を施設Ｆ内のスタッフルームに設け、スタッフルーム内の管理者全員に施設入所ユーザが無断外出する可能性があることを報知する構成を採用してもよい。
【0153】
この場合には、入退場管理装置１０にて上記各実施形態と同様の方法により、警報信号を送信するか否かを判定して、警報信号の送信が必要と判定された場合にのみ入退場管理装置１０からスタッフルーム内の通信端末装置５０に警報信号を送信する。また、このときスタッフルーム内の通信端末装置５０においては、例えば、表示部に「正面玄関から無断外出の可能性があります。ご注意下さい」等の文字列を表示させつつ、警報ブザーを発報させ、同時に警報ランプを点滅させるようにしてもよい。この場合には、文字列の表示に換えて音声で「正面玄関から無断外出の可能性があります。ご注意下さい。」等の内容を報知するようにしてもよい。
【0154】
［Ｃ－２］変形例２
上記各実施形態においては、施設Ｆ内の各出入口ＥＥの近傍にミリ波センサ２０と入退場管理装置１０を設置する構成を採用したが、各出入口ＥＥの近傍にミリ波センサ２０と、ビーコン信号の受信機のみを設置して、これらの装置を直接又はネットワークを介して入退場管理装置１０に接続し、全ての出入口ＥＥにおける入退場を１台の入退場管理装置１０で一元管理する構成としてもよい。この場合には、入退場管理装置１０に上記各ＤＢ４１１及び４１２を設けるようにして、入退場管理装置１０単体にて上記各実施形態における入退場管理装置１０及び管理サーバ装置４０と同様の機能を実現するようにすればよい。そして、検知エリアＤＡに対するユーザの侵入が検知された場合に、上記判定方法１及び２の少なくとも一方の方法に従い警報信号の送信の要否を判定し、警報信号の送信が必要と判定した場合に、物体の侵入が検知された出入口ＥＥを特定しつつ、警報信号の送信処理を実行して、通信端末装置５０に警報信号を送信し、侵入の検知された出入口ＥＥにて無断外出が発生する可能性があることを管理者に報知するようにすればよい。
上記各実施形態においては、施設Ｆ内の各出入口ＥＥの近傍にミリ波センサ２０と入退場管理装置１０を設置する構成を採用したが、各出入口ＥＥの近傍にミリ波センサ２０と、ビーコン信号の受信機のみを設置して、これらの装置を直接又はネットワークを介して入退場管理装置１０に接続し、全ての出入口ＥＥにおける入退場を１台の入退場管理装置１０で一元管理する構成としてもよい。この場合には、入退場管理装置１０に上記各ＤＢ４１１及び４１２を設けるようにして、入退場管理装置１０単体にて上記各実施形態における入退場管理装置１０及び管理サーバ装置４０と同様の機能を実現するようにすればよい。そして、検知エリアＤＡに対するユーザの侵入が検知された場合に、上記判定方法１及び２の少なくとも一方の方法に従い警報信号の送信の要否を判定し、警報信号の送信が必要と判定した場合に、物体の侵入が検知された出入口ＥＥを特定しつつ、警報信号の送信処理を実行して、通信端末装置５０に警報信号を送信し、侵入の検知された出入口ＥＥにて無断外出が発生する可能性があることを管理者に報知するようにすればよい。
【0155】
［Ｃ－３］変形例３
上記各実施形態及び変形例においては、ミリ波センサ２０のデジタル信号処理部２７が距離、速度及び角度を算出し、算出結果に対応するデータを入退場管理装置１０に供給する構成を採用したが、距離、速度及び角度の算出は、入退場管理装置１０側で行う構成を採用してもよい。この場合には、ＡＤＣ２６から出力されるＡ／Ｄ変換後のＩＦ信号を、Ｉ／Ｏインターフェース部２１を介して入退場管理装置１０に供給するようにして、上記ステップＳａ１及びＳｃ１において検知エリア設定部１８１が、距離、速度及び角度を算出しつつ、距離、速度及び角度の各データを取得する構成を採用すればよい。なお、この場合における距離、速度及び角度の算出方法は上記各実施形態と同様である。
上記各実施形態及び変形例においては、ミリ波センサ２０のデジタル信号処理部２７が距離、速度及び角度を算出し、算出結果に対応するデータを入退場管理装置１０に供給する構成を採用したが、距離、速度及び角度の算出は、入退場管理装置１０側で行う構成を採用してもよい。この場合には、ＡＤＣ２６から出力されるＡ／Ｄ変換後のＩＦ信号を、Ｉ／Ｏインターフェース部２１を介して入退場管理装置１０に供給するようにして、上記ステップＳａ１及びＳｃ１において検知エリア設定部１８１が、距離、速度及び角度を算出しつつ、距離、速度及び角度の各データを取得する構成を採用すればよい。なお、この場合における距離、速度及び角度の算出方法は上記各実施形態と同様である。
【0156】
［Ｃ－４］変形例４
上記各実施形態及び変形例においては、検知エリア設定データに基づき、照射エリアＩＡ内に検知エリアＤＡを設定するとともに、距離データ及び角度データに基づき、検知エリアＤＡに対するユーザの侵入が検知された場合に、キャンセル判定部１８２が物体の侵入検知タイミングとビーコン信号の受信タイミングの時間的な関係に基づき、上記判定方法１及び２の少なくとも一方の方法に従って警報信号の送信の要否判定を行う構成を採用した。これに対して、本変形例においては、ミリ波センサ２０にて算出された距離、速度及び角度に基づき、検知エリア設定部１８１が、照射エリアＩＡ内に存在する各ユーザの移動状況を含む行動をトラッキングして、検知エリアＤＡ内に侵入したユーザが出入口ＥＥを通過して施設Ｆから退出しようとしているものと検知された場合にのみ、キャンセル判定部１８２が、上記判定方法１及び２の少なくとも一方の方法に従って警報信号送信の要否を判定する構成を採用する。なお、検知エリアＤＡに侵入した各ユーザが出入口ＥＥから退出しようとしているか否かを検知エリア設定部１８１において判定する具体的な手法に関しては任意であり、例えば、検知エリアＤＡに侵入した各ユーザの位置及び速度に基づき、各ユーザを識別するとともに、当該ユーザが検知エリアＤＡにおいてミリ波センサ２０に近い側から出入口ドアＥＥＤに向かって移動していることが検出された場合にのみ、当該ユーザが出入口ＥＥから退出しようとしているものと検知する構成としてもよい。この場合には、検知エリア設定部１８１がステップＳａ１及びＳｃ１において距離データ及び角度データに加えて、速度データをミリ波センサ２０から取得して、当該取得した距離、速度及び角度の各データに基づき、検知エリア設定部１８１が、検知エリアＤＡに侵入した各ユーザを識別しつつ、各ユーザの行動をトラッキングして当該ユーザが出入口ＥＥを通過しようとしているか否かを判定する構成とする。またこの場合に、検知エリア設定部１８１は、ステップＳａ２及びＳｃ２において、検知エリアＤＡ内に所在し、且つ、出入口ＥＥから退出しようとしているユーザが存在する場合に、「Ｙｅｓ」と判定し、ステップＳａ３～Ｓａ６又はＳｃ３～Ｓｃ６の処理を実行する構成とすればよい。この構成により、例えば、出入口ＥＥを通過する意図がなく単に出入口ＥＥ近傍の通路やホール等をうろついているだけのユーザが誤って検知エリアＤＡに侵入したようなケースや、ユーザが出入口ＥＥ前を横切る方向に検知エリアＤＡを通過したようなケース、検知エリアＤＡ内でユーザが停滞し留まっているようなケース等を警報発報の要否判定対象から除外して、入退場管理装置１０の処理負担を軽減しつつ、誤報の発生を防止することができる。
上記各実施形態及び変形例においては、検知エリア設定データに基づき、照射エリアＩＡ内に検知エリアＤＡを設定するとともに、距離データ及び角度データに基づき、検知エリアＤＡに対するユーザの侵入が検知された場合に、キャンセル判定部１８２が物体の侵入検知タイミングとビーコン信号の受信タイミングの時間的な関係に基づき、上記判定方法１及び２の少なくとも一方の方法に従って警報信号の送信の要否判定を行う構成を採用した。これに対して、本変形例においては、ミリ波センサ２０にて算出された距離、速度及び角度に基づき、検知エリア設定部１８１が、照射エリアＩＡ内に存在する各ユーザの移動状況を含む行動をトラッキングして、検知エリアＤＡ内に侵入したユーザが出入口ＥＥを通過して施設Ｆから退出しようとしているものと検知された場合にのみ、キャンセル判定部１８２が、上記判定方法１及び２の少なくとも一方の方法に従って警報信号送信の要否を判定する構成を採用する。なお、検知エリアＤＡに侵入した各ユーザが出入口ＥＥから退出しようとしているか否かを検知エリア設定部１８１において判定する具体的な手法に関しては任意であり、例えば、検知エリアＤＡに侵入した各ユーザの位置及び速度に基づき、各ユーザを識別するとともに、当該ユーザが検知エリアＤＡにおいてミリ波センサ２０に近い側から出入口ドアＥＥＤに向かって移動していることが検出された場合にのみ、当該ユーザが出入口ＥＥから退出しようとしているものと検知する構成としてもよい。この場合には、検知エリア設定部１８１がステップＳａ１及びＳｃ１において距離データ及び角度データに加えて、速度データをミリ波センサ２０から取得して、当該取得した距離、速度及び角度の各データに基づき、検知エリア設定部１８１が、検知エリアＤＡに侵入した各ユーザを識別しつつ、各ユーザの行動をトラッキングして当該ユーザが出入口ＥＥを通過しようとしているか否かを判定する構成とする。またこの場合に、検知エリア設定部１８１は、ステップＳａ２及びＳｃ２において、検知エリアＤＡ内に所在し、且つ、出入口ＥＥから退出しようとしているユーザが存在する場合に、「Ｙｅｓ」と判定し、ステップＳａ３～Ｓａ６又はＳｃ３～Ｓｃ６の処理を実行する構成とすればよい。この構成により、例えば、出入口ＥＥを通過する意図がなく単に出入口ＥＥ近傍の通路やホール等をうろついているだけのユーザが誤って検知エリアＤＡに侵入したようなケースや、ユーザが出入口ＥＥ前を横切る方向に検知エリアＤＡを通過したようなケース、検知エリアＤＡ内でユーザが停滞し留まっているようなケース等を警報発報の要否判定対象から除外して、入退場管理装置１０の処理負担を軽減しつつ、誤報の発生を防止することができる。
【0157】
［Ｃ－５］変形例５
上記各実施形態においては、説明の理解を容易にするため、１×２のＳＩＭＯ方式のミリ波センサ２０を利用する場合（図５）を例に説明したが、高い角度分解能θＲｅｓを実現するためには、図１５及び１６に示すように受信用アンテナＲＸＡの数を増やすことが望ましい。
（１）受信用アンテナＲＸＡの数を増やしたＳＩＭＯ方式を採用する場合の構成例について
例えば、１×１２ＳＩＭＯ方式のミリ波センサ２０を採用する場合、ミリ波センサ２０には、図１５に例示するように１本の送信用アンテナＴＸＡと、間隔「ｌ」で等間隔に１２本の受信用アンテナＲＸＡ１～１２を設ける構成を採用する。また、この場合には、送信用アンテナＴＸＡを図示せぬ送信部２３に接続し、チャープシンセサイザ２２（図示しない）によって生成されたＴＸＣｈｉｒｐを送信部２３によって増幅しつつ、レーダ波ＲＷとして送信用アンテナＴＸＡから送信する構成を採用する。さらに、この場合、各受信用アンテナＲＸＡ１～１２には、各々対応する受信部２４－１～２４－１２と、ミキサ２５－１～２５－１２と、ＡＤＣ２６－１～１２と（図示しない）を設け、各ミキサ２５に対して対応する受信用アンテナＲＸＡによって受信されたＲＸＣｈｉｒｐとＴＸＣｈｉｒｐを入力する。そして、ミキサ２５において各受信用アンテナＲＸＡに対応するＲＸＣｈｉｒｐとＴＸＣｈｉｒｐを混合することにより、各ＲＸＣｈｉｒｐに対応するＩＦ信号を生成し、ＡＤＣ２６にてＩＦ信号をＡ／Ｄ変換した後、デジタル信号処理部２７に入力する構成とする。なお、この場合における各部の構成及び機能は上記図５と同様であるため、詳細を省略する。
上記各実施形態においては、説明の理解を容易にするため、１×２のＳＩＭＯ方式のミリ波センサ２０を利用する場合（図５）を例に説明したが、高い角度分解能θＲｅｓを実現するためには、図１５及び１６に示すように受信用アンテナＲＸＡの数を増やすことが望ましい。
（１）受信用アンテナＲＸＡの数を増やしたＳＩＭＯ方式を採用する場合の構成例について
例えば、１×１２ＳＩＭＯ方式のミリ波センサ２０を採用する場合、ミリ波センサ２０には、図１５に例示するように１本の送信用アンテナＴＸＡと、間隔「ｌ」で等間隔に１２本の受信用アンテナＲＸＡ１～１２を設ける構成を採用する。また、この場合には、送信用アンテナＴＸＡを図示せぬ送信部２３に接続し、チャープシンセサイザ２２（図示しない）によって生成されたＴＸＣｈｉｒｐを送信部２３によって増幅しつつ、レーダ波ＲＷとして送信用アンテナＴＸＡから送信する構成を採用する。さらに、この場合、各受信用アンテナＲＸＡ１～１２には、各々対応する受信部２４－１～２４－１２と、ミキサ２５－１～２５－１２と、ＡＤＣ２６－１～１２と（図示しない）を設け、各ミキサ２５に対して対応する受信用アンテナＲＸＡによって受信されたＲＸＣｈｉｒｐとＴＸＣｈｉｒｐを入力する。そして、ミキサ２５において各受信用アンテナＲＸＡに対応するＲＸＣｈｉｒｐとＴＸＣｈｉｒｐを混合することにより、各ＲＸＣｈｉｒｐに対応するＩＦ信号を生成し、ＡＤＣ２６にてＩＦ信号をＡ／Ｄ変換した後、デジタル信号処理部２７に入力する構成とする。なお、この場合における各部の構成及び機能は上記図５と同様であるため、詳細を省略する。
【0158】
このとき、各受信用アンテナＲＸＡによって受信されるＲＸＣｈｉｒｐは、図５と同様、隣接する受信用アンテナＲＸＡ間で各々、距離差Δｄ＝ｌｓｉｎθに相当する位相差φが生じる。この結果、図１５に示すように、各受信用アンテナＲＸＡ１～ＲＸＡ１２にて受信されるＲＸＣｈｉｒｐは、各々、φずつ位相差が生じ、受信用アンテナＲＸＡ１において受信されるＲＸＣｈｉｒｐの位相を０とすると、受信用アンテナＲＸＡ１と受信用アンテナＲＸＡ１２の間では計１１φの位相差が生じる。このとき、デジタル信号処理部２７は、受信用アンテナＲＸＡ１～１２の各々に対応する受信系統毎にＦＦＴ処理を施し、受信処理毎のＦＦＴ処理結果に対して、更に角度ＦＦＴを実施することにより、ミリ波センサ２０から物体までの角度を算出する。この構成により、約９．５５°程度の角度分解能θＲｅｓを確保して、上記設定方法ａ及びｂによる検知エリア設定を確実に実現可能となる。
【0159】
（２）ＭＩＭＯ方式を採用する場合の構成例について
図１５に例示するようにＳＩＭＯ方式により受信用アンテナＲＸＡ数を増加させて、角度分解能θＲｅｓを向上させる方法を採用する場合、ミリ波センサ２０のシステム及びアプリケーションが肥大化して設計上の効率化を実現することが難しくなる。このため、図１６に示すようにＭＩＭＯ方式のミリ波センサ２０を用いることが望ましい。例えば、図１６に示すように送信用アンテナＴＸＡがＴＸＡ１～３の３本、受信用アンテナＲＸＡがＲＸＡ１～４の４本の３×４のＭＩＭＯ方式を採用することにより、受信用アンテナＲＸＡの本数を仮想的に増加させ、７本のアンテナで１×１２ＳＩＭＯ方式を採用した場合と同程度の角度分解能θＲｅｓを実現することができる。
図１５に例示するようにＳＩＭＯ方式により受信用アンテナＲＸＡ数を増加させて、角度分解能θＲｅｓを向上させる方法を採用する場合、ミリ波センサ２０のシステム及びアプリケーションが肥大化して設計上の効率化を実現することが難しくなる。このため、図１６に示すようにＭＩＭＯ方式のミリ波センサ２０を用いることが望ましい。例えば、図１６に示すように送信用アンテナＴＸＡがＴＸＡ１～３の３本、受信用アンテナＲＸＡがＲＸＡ１～４の４本の３×４のＭＩＭＯ方式を採用することにより、受信用アンテナＲＸＡの本数を仮想的に増加させ、７本のアンテナで１×１２ＳＩＭＯ方式を採用した場合と同程度の角度分解能θＲｅｓを実現することができる。
【0160】
この場合、例えば、図１６に例示するように間隔を「４ｌ」としつつ３本の送信用アンテナＴＸＡ１～３を設けるとともに、間隔を「ｌ」としつつ４本の受信用アンテナＲＸＡ１～４を設けるようにする。また、この場合、各送信用アンテナＴＸＡには各々図示せぬ送信部２３を設け、チャープシンセサイザ２２の生成したＴＸＣｈｉｒｐを増幅しつつ対応する送信用アンテナＴＸＡからレーダ波ＲＷとして送信する。さらに、この場合、各受信用アンテナＲＸＡには図示せぬ受信部２４と、ミキサ２５と、ＡＤＣ２６と、を設ける構成とする。そして、各受信用アンテナＲＸＡにより受信されたＲＸＣｈｉｒｐに対応するＩＦ信号をＡＤＣ２６によりＡ／Ｄ変換した後、デジタル信号処理部２７にて信号処理を施すことによりミリ波センサ２０から照射エリアＩＡ内に存在する各物体までの距離、当該物体の移動速度及びミリ波センサ２０から当該物体までの角度を算出する。なお、この場合における、各部の構成及び機能は上記図５と同様である。また、この場合、レーダ波ＲＷは、例えばＴＤＭ（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）－ＭＩＭＯ方式にて送受信するようにしてもよく、ＢＰＭ（Ｂｉｎａｒｙ Ｐｈａｓｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）－ＭＩＭＯ方式にて送受信するようにしてもよい。なお、ＴＤＭ－ＭＩＭＯ方式とは、Ｍ個の送信用アンテナＴＸＡ（図１６に例示する構成の場合には３個）から一つのアンテナを順次選択してチャープ信号をＭ回送信し、Ｎ個の受信用アンテナＲＸＡ（図１６に例示する構成の場合には、４個）で同時に受信することによりＭ×Ｎ素子（図１６の例の場合１２）の仮想アレーアンテナで受信するレーダ装置とみなすことができることを利用して、角度分解能θＲｅｓを向上させつつ角度測定を行う方式であるが、ＴＤＭ―ＭＩＭＯ方式に関しては従来と同様であるため、詳細を省略する。
【0161】
このとき、送信用アンテナＴＸＡ１～３によって送信されるＴＸＣｈｉｒｐと各受信用アンテナＲＸＡにより受信されるＲＸＣｈｉｒｐは、図１６に示すように以下のような関係性を有することとなる。
（１）送信用アンテナＴＸＡ１から送信されるＴＸＣｈｉｒｐと各受信用アンテナＲＸＡにより受信されるＲＸＣｈｉｒｐの関係性
送信用アンテナＴＸＡ１から送信されるＴＸＣｈｉｒｐに関しては、図１５の例と同様に受信用アンテナＲＸＡ１によって受信したＲＸＣｈｉｒｐの位相を０とした場合、他の受信用アンテナＲＸＡ２～４によって受信されるＲＸＣｈｉｒｐは、受信用アンテナＲＸＡが１本ずれるごとにφずつ位相差が生じ、受信用アンテナＲＸＡ４において３φの位相差が生じることとなる。
（２）送信用アンテナＴＸＡ２から送信されるＴＸＣｈｉｒｐと各受信用アンテナＲＸＡにより受信されるＲＸＣｈｉｒｐの関係性
送信用アンテナＴＸＡ２から送信されるＴＸＣｈｉｒｐは、送信用アンテナＴＸＡ１から送信されるＴＸＣｈｉｒｐと比較して４ｌｓｉｎθの距離差Δｄ１を持って対象物に照射され、ＲＸＣｈｉｒｐとして、各受信用アンテナＲＸＡにより受信される。この場合における４ｌｓｉｎθの距離差Δｄ１は、４φ分の位相差に相当するので、送信用アンテナＴＸＡ２によって送信されたＴＸＣｈｉｒｐは、各々４φ分の位相差を持って受信用アンテナＲＸＡ１～４により受信され、図１６に示すように受信用アンテナＲＸＡ１において、４φ、受信用アンテナＲＸＡ４において７φの位相差を持って受信される。
（３）送信用アンテナＴＸＡ３から送信されるＴＸＣｈｉｒｐと各受信用アンテナＲＸＡにより受信されるＲＸＣｈｉｒｐの関係性
送信用アンテナＴＸＡ３から送信されるＴＸＣｈｉｒｐは、送信用アンテナＴＸＡ１から送信されるＴＸＣｈｉｒｐと比較して８ｌｓｉｎθの距離差Δｄ２を持って対象物に照射され、ＲＸＣｈｉｒｐとして、各受信用アンテナＲＸＡにより受信される。このときにおける８ｌｓｉｎθの距離差Δｄ２は、８φ分の位相差に対応するので、送信用アンテナＴＸＡ３によって送信されたＴＸＣｈｉｒｐは、各々８φ分の位相差を持って受信用アンテナＲＸＡ１～４により受信され、図１６に示すように受信用アンテナＲＸＡ１において８φ、受信用アンテナＲＸＡ４において１１φの位相差を持って受信される。この結果、３×４ＭＩＭＯ方式により０～１１φまでの位相差を得ることができ、３×４ＭＩＭＯ方式で１×１２ＳＩＭＯと同等の角度分解能（９．５５°程度）を実現することができる。
（１）送信用アンテナＴＸＡ１から送信されるＴＸＣｈｉｒｐと各受信用アンテナＲＸＡにより受信されるＲＸＣｈｉｒｐの関係性
送信用アンテナＴＸＡ１から送信されるＴＸＣｈｉｒｐに関しては、図１５の例と同様に受信用アンテナＲＸＡ１によって受信したＲＸＣｈｉｒｐの位相を０とした場合、他の受信用アンテナＲＸＡ２～４によって受信されるＲＸＣｈｉｒｐは、受信用アンテナＲＸＡが１本ずれるごとにφずつ位相差が生じ、受信用アンテナＲＸＡ４において３φの位相差が生じることとなる。
（２）送信用アンテナＴＸＡ２から送信されるＴＸＣｈｉｒｐと各受信用アンテナＲＸＡにより受信されるＲＸＣｈｉｒｐの関係性
送信用アンテナＴＸＡ２から送信されるＴＸＣｈｉｒｐは、送信用アンテナＴＸＡ１から送信されるＴＸＣｈｉｒｐと比較して４ｌｓｉｎθの距離差Δｄ１を持って対象物に照射され、ＲＸＣｈｉｒｐとして、各受信用アンテナＲＸＡにより受信される。この場合における４ｌｓｉｎθの距離差Δｄ１は、４φ分の位相差に相当するので、送信用アンテナＴＸＡ２によって送信されたＴＸＣｈｉｒｐは、各々４φ分の位相差を持って受信用アンテナＲＸＡ１～４により受信され、図１６に示すように受信用アンテナＲＸＡ１において、４φ、受信用アンテナＲＸＡ４において７φの位相差を持って受信される。
（３）送信用アンテナＴＸＡ３から送信されるＴＸＣｈｉｒｐと各受信用アンテナＲＸＡにより受信されるＲＸＣｈｉｒｐの関係性
送信用アンテナＴＸＡ３から送信されるＴＸＣｈｉｒｐは、送信用アンテナＴＸＡ１から送信されるＴＸＣｈｉｒｐと比較して８ｌｓｉｎθの距離差Δｄ２を持って対象物に照射され、ＲＸＣｈｉｒｐとして、各受信用アンテナＲＸＡにより受信される。このときにおける８ｌｓｉｎθの距離差Δｄ２は、８φ分の位相差に対応するので、送信用アンテナＴＸＡ３によって送信されたＴＸＣｈｉｒｐは、各々８φ分の位相差を持って受信用アンテナＲＸＡ１～４により受信され、図１６に示すように受信用アンテナＲＸＡ１において８φ、受信用アンテナＲＸＡ４において１１φの位相差を持って受信される。この結果、３×４ＭＩＭＯ方式により０～１１φまでの位相差を得ることができ、３×４ＭＩＭＯ方式で１×１２ＳＩＭＯと同等の角度分解能（９．５５°程度）を実現することができる。
【0162】
［Ｃ－６］変形例６
上記各実施形態及び変形例においては、介護施設などの施設Ｆにおける無断外出を防止する構成を採用したが、本発明の入退場管理装置等は、イベント会場に対する不正入場の防止にも応用することができる。この場合には、イベント会場の入場口近傍にミリ波センサ２０と、入退場管理装置１０と、を設置するとともに、イベントチケット購入者にチケットの代わりに無線タグ装置３０を配布して、無線タグ装置３０を携行しない人物が入場しようとした際に、イベント運営者の所持する通信端末装置５０に警報信号を送信して、不正入場が発生する可能性があることを運営者に報知する構成を採用すればよい。なお、この場合においても、警報発報の要否判定には、上記判定方法１及び２の少なくとも一方の方法を採用すればよい。また、この場合においても変形例２と同様に距離、速度及び角度に基づき、人物の行動をトラッキングして、無線タグ装置３０を携行しない人物が入場口から入場しようとしているもの検知された場合にのみ、上記判定方法１及び２の少なくとも一方により、警報発報の要否を判定して、警報の発報が必要と判定された場合にのみ不正入場が発生する可能性があることを運営者に報知する構成としてもよい。さらに、本発明の入退場管理装置等は、営業秘密等の保管された保管室やサーバルーム、金庫室等、一部のユーザにのみ入場権限が与えられる各種エリアに対する不法侵入の防止にも応用することができる。この場合には、保管室やサーバルーム等入場が制限されるエリアの出入口近傍にミリ波センサ２０と入退場管理装置１０を設け、当該エリアへの入場が制限されないユーザにのみ無線タグ装置３０を配布するようにする。そして、無線タグ装置３０を携行しないユーザが当該エリアに侵入しようとした際に、当該エリアの管理者が保有する通信端末装置５０に警報信号を送信して不法侵入の可能性があることを管理者に報知する構成を採用すればよい。この場合には、当該エリアの出入口に設置されたドアに鍵を設け、無線タグ装置３０を携行するユーザが検知エリアＤＡ内に侵入した場合に当該ドアの鍵を解錠する構成を採用してもよい。
上記各実施形態及び変形例においては、介護施設などの施設Ｆにおける無断外出を防止する構成を採用したが、本発明の入退場管理装置等は、イベント会場に対する不正入場の防止にも応用することができる。この場合には、イベント会場の入場口近傍にミリ波センサ２０と、入退場管理装置１０と、を設置するとともに、イベントチケット購入者にチケットの代わりに無線タグ装置３０を配布して、無線タグ装置３０を携行しない人物が入場しようとした際に、イベント運営者の所持する通信端末装置５０に警報信号を送信して、不正入場が発生する可能性があることを運営者に報知する構成を採用すればよい。なお、この場合においても、警報発報の要否判定には、上記判定方法１及び２の少なくとも一方の方法を採用すればよい。また、この場合においても変形例２と同様に距離、速度及び角度に基づき、人物の行動をトラッキングして、無線タグ装置３０を携行しない人物が入場口から入場しようとしているもの検知された場合にのみ、上記判定方法１及び２の少なくとも一方により、警報発報の要否を判定して、警報の発報が必要と判定された場合にのみ不正入場が発生する可能性があることを運営者に報知する構成としてもよい。さらに、本発明の入退場管理装置等は、営業秘密等の保管された保管室やサーバルーム、金庫室等、一部のユーザにのみ入場権限が与えられる各種エリアに対する不法侵入の防止にも応用することができる。この場合には、保管室やサーバルーム等入場が制限されるエリアの出入口近傍にミリ波センサ２０と入退場管理装置１０を設け、当該エリアへの入場が制限されないユーザにのみ無線タグ装置３０を配布するようにする。そして、無線タグ装置３０を携行しないユーザが当該エリアに侵入しようとした際に、当該エリアの管理者が保有する通信端末装置５０に警報信号を送信して不法侵入の可能性があることを管理者に報知する構成を採用すればよい。この場合には、当該エリアの出入口に設置されたドアに鍵を設け、無線タグ装置３０を携行するユーザが検知エリアＤＡ内に侵入した場合に当該ドアの鍵を解錠する構成を採用してもよい。
【0163】
［Ｃ－７］変形例７
上記各実施形態及び変形例においては、通信端末装置５０と別の装置として無線タグ装置３０を用意する構成を採用したが、通信端末装置５０に無線タグ装置３０としての機能を持たせて、管理者に関しては、無線タグ装置３０を配布しない構成を採用してもよい。この構成により、入退場管理システム１を導入し、運用する際のコストを低減することができる。
上記各実施形態及び変形例においては、通信端末装置５０と別の装置として無線タグ装置３０を用意する構成を採用したが、通信端末装置５０に無線タグ装置３０としての機能を持たせて、管理者に関しては、無線タグ装置３０を配布しない構成を採用してもよい。この構成により、入退場管理システム１を導入し、運用する際のコストを低減することができる。
【0164】
［Ｃ－８］変形例８
上記各実施形態及び変形例においては、無線タグ装置３０としてＢＬＥビーコンの発信器やアクティブ型のＲＦＩＤを用いる構成を採用したが、無線タグ装置３０としてセミアクティブ型のＲＦＩＤやパッシブ型のＲＦＩＤを用いる構成を採用してもよい。
上記各実施形態及び変形例においては、無線タグ装置３０としてＢＬＥビーコンの発信器やアクティブ型のＲＦＩＤを用いる構成を採用したが、無線タグ装置３０としてセミアクティブ型のＲＦＩＤやパッシブ型のＲＦＩＤを用いる構成を採用してもよい。
【0165】
この場合には、入退場管理装置１０にトリガー信号の送信機能を設け、自機の設置された出入口ＥＥ近傍のエリアにトリガー信号を送信するようにする。そして、無線タグ装置３０は、当該トリガー信号を受信した際にアクティブ化して、警報キャンセルデータとしてのビーコン信号を送信し、又は、トリガー信号に基づいて起電力を発生させつつ、ビーコン信号を入退場管理装置１０に送信する構成を採用すればよい。他の構成に関しては、上記各実施形態及び変形例と同様である。
【0166】
［Ｃ－９］変形例９
上記各実施形態及び変形例においては、ビーコン信号受信時の受信電界強度に基づき、当該ビーコン信号の送信元無線タグ装置３０が有効エリアＥＡ内に所在するか否かを判定して、有効エリアＥＡ内に所在する無線タグ装置３０からビーコン信号を受信した場合にのみ、警報信号の送信をキャンセルする構成を採用したが、例えば、ビーコン信号の受信可能エリアが有効エリアＥＡと同程度の大きさになるように無線タグ装置３０からビーコン信号を発信する際の信号送信電力を調整する構成を採用してもよい。
上記各実施形態及び変形例においては、ビーコン信号受信時の受信電界強度に基づき、当該ビーコン信号の送信元無線タグ装置３０が有効エリアＥＡ内に所在するか否かを判定して、有効エリアＥＡ内に所在する無線タグ装置３０からビーコン信号を受信した場合にのみ、警報信号の送信をキャンセルする構成を採用したが、例えば、ビーコン信号の受信可能エリアが有効エリアＥＡと同程度の大きさになるように無線タグ装置３０からビーコン信号を発信する際の信号送信電力を調整する構成を採用してもよい。
【符号の説明】
【0167】
１…入退場管理システム、１０…入退場管理装置、１１０…ビーコン信号受信部、１１１…ビーコン信号受信用アンテナ、１２０…警報信号送信部、１２１・・・警報信号送信用アンテナ、１３０…タイマ、１４０…Ｉ／Ｏインターフェース部、１５０…記憶部、１５１…プログラム記憶部、１５２…設定データ記憶部、１５３…ＲＡＭ、１６０…装置管理制御部、１７０…通信制御部、１８０…データ処理部、１８１…検知エリア設定部、１８２…キャンセル判定部、１８３…警報信号送信処理部、２０…ミリ波センサ、２１…Ｉ／Ｏインターフェース部、２２…チャープシンセサイザ、２３…送信部、２４…受信部、２５…ミキサ、２６…ＡＤＣ、２７…デジタル信号処理部、３０…無線タグ装置、４０…管理サーバ装置、４１１…検知履歴管理ＤＢ、４１２…出入口管理ＤＢ、ＴＸＡ１～３…送信用アンテナ、ＲＸＡ１～１２…受信用アンテナ、ＤＡ…検知エリア、ＩＡ…照射エリア、ＲＷ…レーダ波、ＥＡ…有効エリア、ＥＥＤ…出入口ドア
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】