特許 7572004 物体検知システム、物体検知装置、物体検知方法、及び物体検知プログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-10-15

(45)【発行日】2024-10-23

(54)【発明の名称】物体検知システム、物体検知装置、物体検知方法、及び物体検知プログラム

(51)【国際特許分類】

   G01V 3/12 20060101AFI20241016BHJP

   G01S 13/04 20060101ALI20241016BHJP

【ＦＩ】

G01V3/12 A

G01S13/04

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2021118877

(22)【出願日】2021-07-19

(65)【公開番号】P2023014740

(43)【公開日】2023-01-31

【審査請求日】2023-09-22

(73)【特許権者】

【識別番号】000004226

【氏名又は名称】日本電信電話株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】504145342

【氏名又は名称】国立大学法人九州大学

(74)【代理人】

【識別番号】110003199

【氏名又は名称】弁理士法人高田・高橋国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】大槻 信也

(72)【発明者】

【氏名】村上 友規

(72)【発明者】

【氏名】小川 智明

(72)【発明者】

【氏名】牟田 修

【審査官】前田 敏行

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２０－１５６０３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－１１７９７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２１－０３２６９７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｖ ３／１２

Ｇ０１Ｓ １３／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

設置位置を固定された送信アンテナと、設置位置が可変の一つ又は複数の受信アンテナと、前記送信アンテナと前記一つ又は複数の受信アンテナとの間の無線通信に含まれる情報をキャプチャして通信エリア内での物体を検知する物体検知装置と、を備える物体検知システムにおいて、
前記送信アンテナは、予め決められた既知信号を送信するように構成され、
前記一つ又は複数の受信アンテナは、受信した前記既知信号から導出される前記送信アンテナまでの伝搬路の状態を示す伝搬路状態情報を送信するように構成され、
前記物体検知装置は、
前記一つ又は複数の受信アンテナが送信した伝搬路状態情報を取得する情報取得処理と、
取得した伝搬路状態情報を前記一つ又は複数の受信アンテナの設置位置及び検知対象物体の配置状態に関連付けて蓄積する情報蓄積処理と、
前記一つ又は複数の受信アンテナの設置位置ごとに、前記検知対象物体が第１の配置状態にあるときに取得された伝搬路状態情報と、前記検知対象物体が第２の配置状態にあるときに取得された伝搬路状態情報との相互相関値を導出する導出処理と、
前記相互相関値に基づいて前記一つ又は複数の受信アンテナの最適設置位置を選択する選択処理と、
前記最適設置位置の選択結果を出力する出力処理と、を実行するように構成された
ことを特徴とする物体検知システム。

【請求項2】

請求項１に記載の物体検知システムにおいて、
前記物体検知装置は、
前記導出処理では、前記検知対象物体が前記通信エリア内に配置されていない状態或いは第１の所定位置に配置された状態で取得された伝搬路状態情報と、前記検知対象物体が前記通信エリア内の第２の所定位置に配置された状態で取得された伝搬路状態情報との相互相関値を導出し、
前記選択処理では、前記相互相関値が最小となる前記一つ又は複数の受信アンテナの設置位置を前記最適設置位置として選択する、ように構成された
ことを特徴とする物体検知システム。

【請求項3】

請求項１に記載の物体検知システムにおいて、
前記物体検知装置は、
前記導出処理では、前記検知対象物体が前記通信エリア内に配置されていない状態で取得された伝搬路状態情報と、前記検知対象物体が前記通信エリア内に配置された状態で取得された伝搬路状態情報との相互相関値を前記通信エリア内での前記検知対象物体の複数の配置位置のそれぞれについて導出し、
前記選択処理では、前記検知対象物体の前記複数の配置位置のそれぞれについて導出された前記相互相関値の代表値が最小となる前記一つ又は複数の受信アンテナの設置位置を前記最適設置位置として選択する、ように構成された
ことを特徴とする物体検知システム。

【請求項4】

請求項１に記載の物体検知システムにおいて、
前記物体検知装置は、
前記導出処理では、
前記通信エリア内での前記検知対象物体の複数の配置位置のそれぞれに関し、
前記検知対象物体が前記配置位置に配置された状態で取得された伝搬路状態情報と、前記検知対象物体が前記配置位置の近傍位置に配置された状態で取得された伝搬路状態情報との相互相関値を前記配置位置の複数の近傍位置について導出する処理と、
前記配置位置の前記複数の近傍位置について導出された前記相互相関値の代表値を前記配置位置についての代表相互相関値として導出する処理と、を実行し、
前記選択処理では、前記検知対象物体の前記複数の配置位置のそれぞれについて導出された前記代表相互相関値の代表値が最小となる前記一つ又は複数の受信アンテナの設置位置を前記最適設置位置として選択する、ように構成された
ことを特徴とする物体検知システム。

【請求項5】

請求項１に記載の物体検知システムにおいて、
前記物体検知装置は、
前記情報取得処理では、前記通信エリア内に設置された一つの受信アンテナが送信した伝搬路状態情報を取得し、
前記情報蓄積処理では、取得した伝搬路状態情報を前記一つの受信アンテナの設置位置及び検知対象物体の配置位置に関連付けて蓄積し、
前記導出処理では、前記一つの受信アンテナの設置位置ごと且つ前記検知対象物体の配置位置ごとに取得された伝搬路状態情報に基づき前記通信エリア内に複数の受信アンテナが設置された場合の相互相関値を導出し、
前記選択処理では、前記相互相関値が最小となる前記複数の受信アンテナの設置位置を前記最適設置位置として選択する、ように構成された
ことを特徴とする物体検知システム。

【請求項6】

設置位置を固定された送信アンテナと、設置位置が可変の一つ又は複数の受信アンテナとの間で行われる無線通信に含まれる情報をキャプチャして通信エリア内での物体を検知する物体検知装置において、
前記一つ又は複数の受信アンテナと前記送信アンテナとの間の伝搬路の状態を示す伝搬路状態情報を取得する情報取得処理と、
取得した伝搬路状態情報を前記一つ又は複数の受信アンテナの設置位置及び検知対象物体の配置状態に関連付けて蓄積する情報蓄積処理と、
前記一つ又は複数の受信アンテナの設置位置ごとに、前記検知対象物体が第１の配置状態にあるときに取得された伝搬路状態情報と、前記検知対象物体が第２の配置状態にあるときに取得された伝搬路状態情報との相互相関値を導出する導出処理と、
前記相互相関値に基づいて前記一つ又は複数の受信アンテナの最適設置位置を選択する選択処理と、
前記最適設置位置の選択結果を出力する出力処理と、を実行するように構成された
ことを特徴とする物体検知装置。

【請求項7】

設置位置を固定された送信アンテナと、設置位置が可変の一つ又は複数の受信アンテナとの間で行われる無線通信に含まれる情報をキャプチャして通信エリア内での物体を検知する物体検知方法において、
前記送信アンテナに予め決められた既知信号を送信させ、
前記一つ又は複数の受信アンテナに、受信した前記既知信号から導出される前記送信アンテナまでの伝搬路の状態を示す伝搬路状態情報を送信させ、
前記一つ又は複数の受信アンテナが送信した伝搬路状態情報を取得し、
取得した伝搬路状態情報を前記一つ又は複数の受信アンテナの設置位置及び検知対象物体の配置状態に関連付けて蓄積し、
前記一つ又は複数の受信アンテナの設置位置ごとに、前記検知対象物体が第１の配置状態にあるときに取得された伝搬路状態情報と、前記検知対象物体が第２の配置状態にあるときに取得された伝搬路状態情報との相互相関値を導出し、
前記相互相関値に基づいて前記一つ又は複数の受信アンテナの最適設置位置を選択する
ことを特徴とする物体検知方法。

【請求項8】

請求項６に記載の前記物体検知装置が行う処理をコンピュータに実行させるためのプログラムを含む
ことを特徴とする物体検知プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、送信アンテナと受信アンテナとの間の無線伝搬路の状態を示す情報を取得して物体を検知する技術に関する。

【背景技術】

【0002】

無線信号を利用して物体の検知を行う技術が知られている。そのような技術の一つの例が非特許文献１に開示されている。非特許文献１に開示されたシステムでは、物体を検知する対象となるエリアの周囲を囲うように、そのエリアの対角線もしくは隅にアンテナを設置して物体の検知が行われる。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0003】

【文献】大槻信也，村上友規，小川智明“インテリジェント空間形成のための無線センシング技術高度化に向けた評価,” B5-24, 2020年電子情報通信学会ソサエティ大会，2020年9月

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

非特許文献１には、物体検知を行うアンテナを検知対象となるエリアの対角に設定した場合と四隅に設置した場合のそれぞれについて、物体を正しく検知した割合を測定した結果が記載されている。この測定結果にもあるように、単に複数のアンテナを用いたとしても必ずしも検知率の向上にはつながらない。検知率を向上させるためにはアンテナをどのように設置するかが重要である。

【0005】

本開示は、アンテナの設置位置の最適化によって、物体の検知精度を向上させることができる技術を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示は、上記目的を達成するため、物体検知システムを提供する。本開示の物体検知システムは、設置位置を固定された送信アンテナと、設置位置が可変の一つ又は複数の受信アンテナと、物体検知装置とを備えるシステムである。第１のアンテナは、予め決められた既知信号を送信するように構成されている。一つ又は複数の受信アンテナは、受信した既知信号から導出される送信アンテナまでの伝搬路の状態を示す伝搬路状態情報を送信するように構成されている。物体検知装置は、送信アンテナと一つ又は複数の受信アンテナとの間の無線通信に含まれる情報をキャプチャして通信エリア内での物体を検知するように構成されている。

【0007】

本開示の物体検知システムにおいて、物体検知装置は、以下の情報取得処理、情報蓄積処理、導出処理、選択処理、及び出力処理を実行するように構成されている。情報取得処理では、一つ又は複数の受信アンテナが送信した伝搬路状態情報が取得される。情報蓄積処理では、取得された伝搬路状態情報が一つ又は複数の受信アンテナの設置位置及び検知対象物体の配置状態に関連付けて蓄積される。導出処理では、一つ又は複数の受信アンテナの設置位置ごとに、検知対象物体が第１の配置状態にあるときに取得された伝搬路状態情報と、検知対象物体が第２の配置状態にあるときに取得された伝搬路状態情報との相互相関値が導出される。選択処理では、導出された相互相関値に基づいて一つ又は複数の受信アンテナの最適設置位置が選択される。そして、出力処理では、一つ又は複数の受信アンテナの最適設置位置の選択結果が出力される。

【0008】

本開示は、上記目的を達成するため、物体検知装置を提供する。本開示の物体検知装置は、設置位置を固定された送信アンテナと、設置位置が可変の一つ又は複数の受信アンテナとの間で行われる無線通信に含まれる情報をキャプチャして通信エリア内での物体を検知する装置である。本開示の物体検知装置は、以下の情報取得処理、情報蓄積処理、導出処理、選択処理、及び出力処理を実行するように構成されている。情報取得処理では、一つ又は複数の受信アンテナと送信アンテナとの間の伝搬路の状態を示す伝搬路状態情報が取得される。情報蓄積処理では、取得された伝搬路状態情報が一つ又は複数の受信アンテナの設置位置及び検知対象物体の配置状態に関連付けて蓄積される。導出処理では、一つ又は複数の受信アンテナの設置位置ごとに、検知対象物体が第１の配置状態にあるときに取得された伝搬路状態情報と、検知対象物体が第２の配置状態にあるときに取得された伝搬路状態情報との相互相関値が導出される。選択処理では、導出された相互相関値に基づいて一つ又は複数の受信アンテナの最適設置位置が選択される。そして、出力処理では、一つ又は複数の受信アンテナの最適設置位置の選択結果が出力される。

【0009】

本開示は、上記目的を達成するため、物体検知方法を提供する。本開示の物体検知方法は、設置位置を固定された送信アンテナと、設置位置が可変の一つ又は複数の受信アンテナとの間で行われる無線通信に含まれる情報をキャプチャして通信エリア内での物体を検知する方法である。本開示の物体検知方法は、以下の第１乃至第６のステップを含む。第１のステップでは、送信アンテナに予め決められた既知信号を送信させる。第２のステップでは、一つ又は複数の受信アンテナに、受信した既知信号から導出される送信アンテナまでの伝搬路の状態を示す伝搬路状態情報を送信させる。第３のステップでは、一つ又は複数の受信アンテナが送信した伝搬路状態情報を取得する。第４のステップでは、取得した伝搬路状態情報を一つ又は複数の受信アンテナの設置位置及び検知対象物体の配置状態に関連付けて蓄積する。第５のステップでは、一つ又は複数の受信アンテナの設置位置ごとに、検知対象物体が第１の配置状態にあるときに取得された伝搬路状態情報と、検知対象物体が第２の配置状態にあるときに取得された伝搬路状態情報との相互相関値を導出する。そして、第６のステップでは、相互相関値に基づいて一つ又は複数の受信アンテナの最適設置位置を選択する。

【0010】

本開示は、上記目的を達成するため、物体検知プログラムを提供する。本開示の物体検知プログラムは、上記の物体検知装置が行う処理をコンピュータに実行させるためのプログラムを含む。すなわち、上記の物体検知装置は、コンピュータと物体検知プログラムとによって実現することができる。物体検知プログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されていてもよい。物体検知プログラムは、ネットワーク経由で提供されてもよい。

【発明の効果】

【0011】

本開示に係る物体検知システム、物体検知装置、物体検知方法、及び物体検知プログラムによれば、設置位置が可変の一つ又は複数の受信アンテナの設置位置の最適化によって、通信エリア内での物体の検知精度を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本開示の各実施形態に共通の物体検知システムの構成例を示す図である。

【図2】ＡＰとＳＴＡとの無線通信におけるシーケンス例を示す図である。

【図3】ＡＰから送信されるＶＨＴ ＮＤＰフレームの一例を示す図である。

【図4】圧縮されたＣＳＩの一例を示す図である。

【図5】極座標から直交座標への変換方法の一例を示す図である。

【図6】本開示の各実施形態に共通の物体検知装置の構成例を示す図である。

【図7】ＡＰのアンテナ（ＡＮＴ）の設置位置とＳＴＡの設置位置候補と検知対象場所の例を示す図である。

【図8】本開示の第１実施形態に係る１台のＳＴＡの設置位置の選択方法を説明する図である。

【図9】本開示の第１実施形態に係る複数台のＳＴＡの設置位置の選択方法を説明する図である。

【図10】本開示の第２実施形態に係る１台のＳＴＡの設置位置の選択方法を説明する図である。

【図11】本開示の第２実施形態に係る複数台のＳＴＡの設置位置の選択方法を説明する図である。

【図12】本開示の第３実施形態に係る１台のＳＴＡの設置位置の選択方法を説明する図である。

【図13】本開示の第３実施形態に係る複数台のＳＴＡの設置位置の選択方法を説明する図である。

【図14】本開示の第４実施形態に係る１台のＳＴＡの設置位置の選択方法を説明する図である。

【図15】本開示の第４実施形態に係る複数台のＳＴＡの設置位置の選択方法を説明する図である。

【図16】本開示の第５実施形態に係る複数台のＳＴＡの設置位置の選択方法を説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、図面を参照して本開示の物体検知システム、物体検知装置、物体検知方法、及び物体検知プログラムの実施形態について説明する。

【0014】

１．各実施形態に共通の物体検知システムの構成
図１は、本開示の各実施形態に共通の物体検知システム１００の構成例を示す。物体検知システム１００は、２以上のアンテナ１０４を有するＡＰ（Access Point）１０１と少なくとも１台のＳＴＡ（Station）１０２とを有する無線ＬＡＮ（Local Area Network）システムを利用する。そして、物体検知装置１０３が無線ＬＡＮシステムの通信エリア内の物体を検知する。図１において、ＡＰ１０１は、３つのアンテナ１０４を有する。ただし、ＡＰ１０１が２以上のアンテナ１０４を備える場合であれば、本実施形態の適用が可能である。なお、本実施形態では、ＳＴＡ１０２は少なくとも１本のアンテナを備えていればよい。ここで、ＡＰ１０１の各アンテナ１０４は「送信アンテナ」に対応し、ＳＴＡ１０２は「受信アンテナ」に対応する。

【0015】

図１に示す無線ＬＡＮシステムは、無線ＬＡＮ規格の８０２．１１ａｃに対応し、ＡＰ１０１は、３つのアンテナ１０４を用いてＭＩＭＯ通信を行う。ＳＴＡ１０２は、ＡＰ１０１と通信を行う無線ＬＡＮ端末である。ＳＴＡ１０２は、ＡＰ１０１の３つのアンテナ１０４から送信される無線信号を受信する。逆に、ＳＴＡ１０２は、ＡＰ１０１の３つのアンテナ１０４に無線信号を送信する。このようにして、ＡＰ１０１とＳＴＡ１０２との間で８０２．１１ａｃに対応する無線通信が行われる。

【0016】

８０２．１１ａｃでは、ＡＰ１０１の３つのアンテナ１０４からそれぞれ送信される測定用データに基づいて、ＳＴＡ１０２は各アンテナ１０４と自装置との間の無線伝搬路の状態を測定する。ＳＴＡ１０２は測定した無線伝搬路の状態を示す伝搬路状態情報をＡＰ１０１に送信する。

【0017】

物体検知装置１０３は、ＡＰ１０１とＳＴＡ１０２との間で通信される無線信号をモニタして、無線ＬＡＮシステムの通信エリア内における人間などの物体を検知する。特に本実施形態では、物体検知装置１０３は、ＳＴＡ１０２からＡＰ１０１に送信される伝搬路状態情報をキャプチャする。そして、物体検知装置１０３は、キャプチャした伝搬路状態情報に基づいて、無線ＬＡＮシステムの通信エリア内における物体を検知する。

【0018】

なお、図１に示す物体検知装置１０３の位置は一例である。物体検知装置１０３の位置はＳＴＡ１０２から送信される無線信号を受信できる位置であればどこでもよい。また、図１の例では、ＡＰ１０１、及びＳＴＡ１０２とは別に物体検知装置１０３が配置されているが、独立した物体検知装置１０３を使用せずに、物体検知装置１０３がＡＰ１０１またはＳＴＡ１０２に一体化されていてもよい。

【0019】

また、図１では、ＡＰ１０１、及びＳＴＡ１０２はそれぞれ１台ずつ配置されているが、ＡＰ１０１またはＳＴＡ１０２の少なくとも一方が複数台配置されていてもよい。また、ＡＰ１０１が複数台ある場合に、ＡＰ１０１間の無線通信に本実施形態を適用してもよい。この場合、一方のＡＰ１０１が本実施形態におけるＳＴＡ１０２と同様の機能を有する。

【0020】

また、図１では、ＡＰ１０１のみが複数のアンテナ１０４を有するが、ＳＴＡ１０２が複数のアンテナを有してもよい。さらに、図１では、アンテナ１０４がＡＰ１０１に直結されているが、同軸ケーブル等で延長する構成でもよい。これにより、アンテナ１０４を広く張り出して設置することができるので、検知エリアの拡大が可能になる。

【0021】

このように、本実施形態に係る物体検知システム１００は、８０２．１１ａｃに準拠する無線ＬＡＮシステムの通信を利用して、ＡＰ１０１とＳＴＡ１０２との間の通信エリア内の物体を検知する。

【0022】

２．無線ＬＡＮシステムの通信を利用した物体の検知方法の概要
図２は、ＡＰ１０１とＳＴＡ１０２との無線通信におけるシーケンス例を示す。ＡＰ１０１は、伝搬路状態情報、すなわち、ＣＳＩを取得するためのサウンディングプロトコルの開始信号として、ＶＨＴ ＮＤＰ Ａｎｎｏｕｎｃｅｍｅｎｔフレームをブロードキャストする。その直後に、ＡＰ１０１は、測定用データを含むＶＨＴ ＮＤＰフレームを宛先のＳＴＡ１０２に送信する。ＶＨＴはＶｅｒｙ Ｈｉｇｈ Ｔｈｒｏｕｇｈｐｕｔの略であり、８０２．１１ａｃでは超高速通信を行うためのＶＨＴフレームを基本とする。また、ＮＤＰはＮｕｌｌ Ｄａｔａ Ｐａｃｋｅｔの略であり、ＶＨＴ ＮＤＰフレームは通信用データを含まないフレームである。ＶＨＴ ＮＤＰ Ａｎｎｏｕｎｃｅｍｅｎｔフレームは、ＡＰ１０１と宛先のＳＴＡ１０２のアドレスを含み、ＶＨＴ ＮＤＰフレームの送信をＳＴＡ１０２に事前通知するためのフレームである。なお、ＶＨＴ ＮＤＰ Ａｎｎｏｕｎｃｅｍｅｎｔフレームは、特定の１以上のアンテナ１０４から送信されるが、２以上のアンテナ１０４から送信する場合もすべて同じデータの信号が各アンテナ１０４から送信される。

【0023】

ここで、ＡＰ１０１から送信されるＶＨＴ ＮＤＰフレームの一例を図３に示す。図３において、ＶＨＴ ＮＤＰフレームは、ヘッダ１５１（フレーム種別などを格納）、測定用データ２５０、及びテイラー１５６（誤り検出などを格納）により構成される。ヘッダ１５１、及びテイラー１５６は、ＶＨＴ ＮＤＰ Ａｎｎｏｕｎｃｅｍｅｎｔと同様に送信されるが、測定用データ２５０は各アンテナ１０４から個別に送信される。図３に示す例ではアンテナ１０４は４本であり、４本のアンテナ１０４から測定用データ１５２、測定用データ１５３、測定用データ１５４、及び測定用データ１５５が時分割でそれぞれ送信される。各アンテナ１０４から送信された測定用データ１５２、測定用データ１５３、測定用データ１５４、及び測定用データ１５５は、ＳＴＡ１０２において、一つのＶＨＴ ＮＤＰフレームとして受信される。

【0024】

再び図２に戻り、ＡＰ１０１とＳＴＡ１０２との無線通信におけるシーケンスについての説明を続ける。ＡＰ１０１からＶＨＴ ＮＤＰフレームを受信したＳＴＡ１０２は、ＩＥＥＥ８０２．１１ａｃで規定された手法により、圧縮されたＣＳＩの値を導出する（H. Yu and T. Kim, “Beamforming transmission in IEEE 802.11ac under time-varying channels,” The Scientific World J., vol. 2014, pp. 1-11, Jul. 2014, article ID 920937.参照）。

【0025】

ここで、圧縮されたＣＳＩの一例を図４に示す。図４において、左の列から順に、送信アンテナ数×受信アンテナ数、圧縮されたＣＳＩの数、圧縮されたＣＳＩの一例が記載されている。φｉｊは、ｉ番のアンテナ１０４とｊ番のアンテナ１０４とから送信された信号のＳＴＡ１０２のアンテナでの位相差を示す。ただし、φｉｊ∈［０，２π）である。また、ψｉｊは、ｉ番のアンテナ１０４とｊ番のアンテナ１０４とから送信された信号のＳＴＡ１０２のアンテナでの振幅比を角度で表した値（振幅の絶対値の比のｔａｎ^－１の値）を示す。ただし、ψｉｊ∈［０，π／２）である。

【0026】

図４の例によれば、例えば、送信アンテナ数が２本、受信アンテナ数が１本の場合（２×１と記載）、圧縮されたＣＳＩの数は２、圧縮されたＣＳＩはφ１１、ψ２１である。同様に、２×２の場合、圧縮されたＣＳＩの数は２、圧縮されたＣＳＩはφ１１、ψ２１である。以下、同様に、送信アンテナ数と受信アンテナ数の組み合わせに応じて、圧縮されたＣＳＩが得られる。図１に示す物体検知システム１００では、送信アンテナ数はＡＰ１０１のアンテナ１０４の数（３本）であり、受信アンテナ数はＳＴＡ１０２のアンテナの数（１本）である。この場合、図４の例の３×１に対応し、圧縮されたＣＳＩの数は４、圧縮されたＣＳＩはφ１１、φ２１、ψ２１、ψ３１である。

【0027】

再び図２に戻り、ＡＰ１０１とＳＴＡ１０２との無線通信におけるシーケンスについての説明を続ける。ＳＴＡ１０２は、導出した圧縮されたＣＳＩをＶＨＴ Ｃｏｍｐｒｅｓｓｅｄ Ｂｅａｍｆｏｒｍｉｎｇ Ｒｅｐｏｒｔフレームに格納して送信する。前述の通り、ＶＨＴ ＮＤＰフレームの測定用データはＡＰ１０１のそれぞれのアンテナ１０４から個別に送信されるので、ＳＴＡ１０２は、ＡＰ１０１のアンテナ１０４ごとのＣＳＩを取得することができる。アンテナ数が多くなるとＳＴＡ１０２からＡＰ１０１にフィードバックするＣＳＩの情報量は多くなる。このため、すべてのＣＳＩから予め決められた条件により選択されたＣＳＩ（圧縮されたＣＳＩ）がＡＰ１０１にフィードバックされる。

【0028】

ＡＰ１０１は、ＳＴＡ１０２からフィードバックされる圧縮されたＣＳＩの情報に基づいて、送信アンテナとしての各アンテナ１０４と受信アンテナとしてのＳＴＡ１０２との間の無線伝搬路の状態を取得し、ＭＩＭＯ通信を行うことができる。

【0029】

物体検知装置１０３は、受信アンテナとしてのＳＴＡ１０２がＡＰ１０１に送信するＶＨＴ Ｃｏｍｐｒｅｓｓｅｄ Ｂｅａｍｆｏｒｍｉｎｇ Ｒｅｐｏｒｔフレームをモニタしてキャプチャする。そして、物体検知装置１０３は、キャプチャしたＶＨＴ Ｃｏｍｐｒｅｓｓｅｄ Ｂｅａｍｆｏｒｍｉｎｇ Ｒｅｐｏｒｔに格納された圧縮されたＣＳＩを抽出し、抽出したデータに対して前処理を行う。前処理では、例えば、極座標から直交座標への変換が行われる。通信エリア内に物体が存在する場合、ＣＳＩに変動が生じる。物体検知装置１０３は、前処理したデータを特徴量とした機械学習により通信エリア内の物体を検知する。

【0030】

ここで、極座標から直交座標への変換方法の一例を図５に示す。図５において、ｘ軸からの角度φｉｊは、半径１の円周上の対応するｘ，ｙ座標に変換することができる。なお、角度０と２πは同一の値であるが、数値として不連続になるため機械学習への入力としては不適切である。そこで、以下の式に示すように、角度φｉｊをｘ，ｙ座標の数値に変換することにより、数値の連続性が保たれる。
ｘｉｊ＝ｃｏｓφｉｊ
ｙｉｊ＝ｓｉｎφｉｊ

【0031】

３．各実施形態に共通の物体検知装置の構成
図６は、各実施形態に共通の物体検知装置１０３の構成例を示す。ただし、図６には物体の検知に関わる構成に限定してＡＰ１０１とＳＴＡ１０２の構成も示されている。ＡＰ１０１はＭ（Ｍ＞１）本のアンテナ１０４を備え、ＳＴＡ１０２はＮ（Ｎ≧１）本のアンテナ３０１を備える。ＡＰ１０１とＳＴＡ１０２とはＯＦＤＭ方式で信号を送受信する。ＳＴＡ１０２は各アンテナ３０１で受信された信号をＦＦＴ部３０２でＦＦＴ処理し、複数のサブキャリア信号を再生する。ＳＴＡ１０２は、再生されたサブキャリア信号に基づき、チャネル推定・ＣＳＩ生成部３０３においてチャネル推定とＣＳＩの生成とを行う。チャネル推定で得られた推定値は、サブキャリア信号の復調に用いられる。そして、圧縮されたＣＳＩを含む信号がＳＴＡ１０２からＡＰ１０１にフィードバックされる。

【0032】

図６において、物体検知装置１０３は、アンテナ２０１、ＣＳＩ抽出部２０２，データ前処理部２０３、機械学習部２０４、判定部２０５、ＣＳＩ情報蓄積部２０６、相互相関導出部２０７、及び設置位置選択部２０８を備える。物体検知装置１０３は、コンピュータもしくはＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）などの集積回路で構成することが可能であり、ＣＳＩ抽出部２０２から設置位置選択部２０８までの各機能はコンピュータで実行可能なプログラムで実現することができる。また、プログラムは、記憶媒体に記録して提供されてもよいし、ネットワークを通して提供されてもよい。

【0033】

ＡＰ１０１とＳＴＡ１０２との間で通信される電波はアンテナ２０１で受信され、受信信号に変換されてＣＳＩ抽出部２０２に出力される。ＣＳＩ抽出部２０２は、受信信号から復調される無線ＬＡＮフレームをキャプチャし、キャプチャした無線ＬＡＮフレームの中から予め設定された条件のフレームのみを選別する。予め設定された条件は、フレームの送信元、及び送信先が対象となるＡＰ１０１、及びＳＴＡ１０２であること、フレームの種別がＶＨＴ Ｃｏｍｐｒｅｓｓｅｄ Ｂｅａｍｆｏｒｍｉｎｇ Ｒｅｐｏｒｔフレームであることである。ＣＳＩ抽出部２０２は、選別したＶＨＴ Ｃｏｍｐｒｅｓｓｅｄ Ｂｅａｍｆｏｒｍｉｎｇ Ｒｅｐｏｒｔフレーム内の圧縮されたＣＳＩのデータを抽出する。

【0034】

データ前処理部２０３は、ＣＳＩ抽出部２０２で抽出された圧縮されたＣＳＩを座標変換する。具体的には、データ前処理部２０３は、圧縮されたＣＳＩの位相差を示すφｉｊと圧縮されたＣＳＩの振幅比を示すψｉｊとをそれぞれ極座標から直交座標に変換する。データ前処理部２０３で前処理された圧縮されたＣＳＩの出力先は、機械学習部２０４、判定部２０５、及びＣＳＩ情報蓄積部２０６の中から物体検知装置１０３の動作フェーズに応じて選択される。

【0035】

物体検知装置１０３は、３つの動作フェーズ、すなわち、学習フェーズ、検知フェーズ、及び設置位置選択フェーズを有する。学習フェーズでは、データ前処理部２０３で前処理された圧縮されたＣＳＩは機械学習部２０４に入力される。機械学習部２０４は、物体の有無を示すラベル（教師データ）とＣＳＩとの組み合わせを学習し、その学習データを蓄積する。

【0036】

検知フェーズでは、データ前処理部２０３で前処理された圧縮されたＣＳＩは判定部２０５に入力される。判定部２０５は、機械学習部２０４に蓄積された学習データと実際に得られたＣＳＩとの比較に基づいて、通信エリア内での物体の有無を判定する。物体検知装置１０３は、判定部２０５による判定結果を通信エリア内での物体の検知結果として出力する。

【0037】

このように、物体検知装置１０３は、８０２．１１ａｃに準拠する無線ＬＡＮシステムの通信を利用して、通信エリア内の物体を検知することができる。ただし、物体検知装置１０３による物体の検知精度は、ＡＰ１０１のアンテナ１０４とＳＴＡ１０２との位置関係と通信エリアの環境とに依存する。特に、ＡＰ１０１のアンテナ１０４の設置位置が固定されている場合、物体検知装置１０３による物体の検知精度は受信アンテナであるＳＴＡ１０２の設置位置によって決まる。設置位置選択フェーズは、通信エリア内での物体の検知精度を向上させることができるＳＴＡ１０２の設置位置を選択するために用意されている。

【0038】

設置位置選択フェーズでは、データ前処理部２０３で前処理された圧縮されたＣＳＩはＣＳＩ情報蓄積部２０６に入力される。以下、設置位置選択フェーズに関する説明では、データ前処理部２０３で前処理された圧縮されたＣＳＩを単にＣＳＩと表記する。ＣＳＩ情報蓄積部２０６は、入力されたＣＳＩを通信エリア内でのＳＴＡ１０２の設置位置と検出対象物体の配置状態に関連付けて蓄積する。ＣＳＩ情報蓄積部２０６に蓄積された情報は相互相関導出部２０７で処理され、相互相関導出部２０７での処理結果に基づいて設置位置選択部２０８によりＳＴＡ１０２の設置位置が選択される。設置位置選択部２０８で選択されたＳＴＡ１０２の設置位置は、ＳＴＡ１０２の最適設置位置として物体検知装置１０３から出力される。

【0039】

本明細書はＳＴＡ１０２の設置位置の選択方法に特徴がある５つの実施形態を開示する。相互相関導出部２０７と設置位置選択部２０８では、実施形態間で共通の技術思想のもと実施形態ごとに特徴のある処理が行われる。以下、相互相関導出部２０７と設置位置選択部２０８による処理と、それにより実現されるＳＴＡ１０２の設置位置の選択方法について実施形態ごとに説明する。

【0040】

なお、以下に説明する各実施形態では、図７に示すように、閉ざされた通信エリア内においてＡＰ１０１のアンテナ１０４の設置位置とＳＴＡ１０２の設置位置候補と検知対象場所とが定められているものとする。図７に示す例では、１番から３番までの二重丸で示す位置にＡＰ１０１の各アンテナ１０４が設置されている。アンテナ１０４の設置位置は固定である。検知対象物体は１番から２０番までの白丸で示す位置のいずれかに配置される。そして、ＳＴＡ１０２は、検知対象物体の配置状態に応じて１番から１５番までの黒丸で示す位置の少なくとも一つに設置される。なお、ＳＴＡ１０２に備えられるアンテナは複数あったとしてもほぼ同一の場所に設置されるので、ＳＴＡ１０２全体が１つの受信アンテナとみなされる。

【0041】

以下に説明する各実施形態では、検出対象物体がいずれかの位置に配置された状態でＳＴＡ１０２をいずれかの設置位置候補に設置した場合に取得されるＣＳＩが用いられる。ただし、前述のとおり、ここで取得されるＣＳＩとは、圧縮されたＣＳＩを前処理によって極座標から直交座標へ変換することで得られるＣＳＩである。

【0042】

ここで、以下に説明する全実施形態に共通の記載上の取り決めとして、検出対象物体が位置ｎに配置されている状態で位置ｉにＳＴＡ１０２を設置した場合に取得されるＣＳＩをＣＳＩ_ｎ（ｉ）と記載する。ｎは図７に示す白丸の番号に対応する１から２０までの自然数である。ただし、検出対象物体がどこにも配置されていない場合、ｎ＝０とする。ｉは図７に示す黒丸の番号に対応する１から１５までの自然数である。

【0043】

また、以下に説明する各実施形態では、ＳＴＡ１０２の設置位置ごとに、検知対象物体が第１の配置状態にあるときに取得されたＣＳＩと、検知対象物体が第２の配置状態にあるときに取得されたＣＳＩとの相互相関値が導出される。全実施形態に共通の記載上の取り決めとして、ＳＴＡ１０２が位置ｉに設置され且つ検出対象物体がｎ番の位置に配置された状態でのＣＳＩ_ｎ（ｉ）と、ＳＴＡ１０２が位置ｉに設置され且つ検出対象物体がｍ番の位置に配置された状態でのＣＳＩ_ｍ（ｉ）との相互相関値をＣＯＲ_{（ｎ，ｍ）}（ｉ）と記載する。

【0044】

ＣＳＩ_ｎ（ｉ）とＣＳＩ_ｍ（ｉ）とは同じ次元を持つベクトルである。ゆえに、一例として相互相関値ＣＯＲ_{（ｎ，ｍ）}（ｉ）は以下の式１で算出することができる。以下の式１において、Ａ・ＢはベクトルＡとベクトルＢの内積を表し、｜Ａ｜はベクトルＡの絶対値を表している。

【数1】

【0045】

また、全実施形態に共通の記載上の取り決めとして、検出対象物体が位置ｎに配置された状態で位置ｉと位置ｊとにＳＴＡ１０２を設置した場合に取得されるＣＳＩをＣＳＩ_ｎ（ｉ，ｊ）と記載する。ＣＳＩ_ｎ（ｉ，ｊ）は、以下の式２に示すように、ＳＴＡ１０２が位置ｉに設置され且つ検出対象物体がｎ番の位置に配置された状態でのＣＳＩ_ｎ（ｉ）と、ＳＴＡ１０２が位置ｊに設置され且つ検出対象物体がｎ番の位置に配置された状態でのＣＳＩ_ｎ（ｊ）とで表すことができる。ただし、ＣＳＩ_ｎ（ｉ）＝（ａ，ｂ，ｃ，…）とし、ＣＳＩ_ｎ（ｊ）＝（ｄ，ｅ，ｆ，…）とする。

【数2】

【0046】

さらに、全実施形態に共通の記載上の取り決めとして、ＳＴＡ１０２が位置ｉと位置ｊとに設置され且つ検出対象物体がｎ番の位置に配置された状態でのＣＳＩ_ｎ（ｉ，ｊ）と、ＳＴＡ１０２が位置ｉと位置ｊとに設置され且つ検出対象物体がｍ番の位置に配置された状態でのＣＳＩ_ｍ（ｉ，ｊ）との相互相関値をＣＯＲ_{（ｎ，ｍ）}（ｉ，ｊ）と記載する。ＣＳＩ_ｎ（ｉ，ｊ）とＣＳＩ_ｍ（ｉ，ｊ）とは同じ次元を持つベクトルであるから、一例として相互相関値ＣＯＲ_{（ｎ，ｍ）}（ｉ，ｊ）は以下の式３で算出することができる。

【数3】

【0047】

ＳＴＡ１０２が３つ以上の位置ｉ，ｊ，ｋ，…に設置されている場合にも、上記の式２と同様にして伝搬路状態情報としてのＣＳＩ_ｎ（ｉ，ｊ，ｋ，…）を計算することができる。また、上記の式３と同様にして相互相関値としてのＣＯＲ_{（ｎ，ｍ）}（ｉ，ｊ，ｋ，…）を計算することができる。

【0048】

４．第１実施形態に係るＳＴＡの設置位置の選択方法
４－１．ＳＴＡを１台設置する場合
第１実施形態は、単純にある特定の位置での物体の有無を検知するために最適なＳＴＡ１０２の設置位置を決定することが目的である。第１実施形態におけるＳＴＡ１０２の設置台数は１台でもよいし複数台でもよい。以下、ＳＴＡ１０２の設置台数が１台の場合の設置位置の選択方法と、ＳＴＡ１０２の設置台数が複数台の場合の設置位置の選択方法について順に説明する。なお、以下に説明する方法は、レイトレースのような計算機モデルでのシミュレーションにより実施してもよいし、実際の空間における実験により実施してもよい。

【0049】

設置されるＳＴＡ１０２が１台の場合の設置位置の選択方法は、図８を参照して説明することができる。ここでは一例として、１３番の白丸の位置にある物体を検知するものとする。

【0050】

まず、図８Ａに示すように、検出対象物体がどこにも配置されていない状態でＳＴＡ１０２をいずれか一つの設置位置候補に設置し、その状態においてＣＳＩの取得を行う。図８Ａに示す例では、１番の位置にＳＴＡ１０２を設置し、その状態においてＣＳＩ_０（１）を取得する。

【0051】

次に、図８Ｂに示すように、ＳＴＡ１０２の設置位置は１番の位置から変えずに検出対象物体を１３番の位置に配置し、その状態においてＣＳＩ_１３（１）を取得する。ＣＳＩ_０（１）とＣＳＩ_１３（１）とが取得された場合、相互相関導出部２０７は、上記の式１を用いて、ＣＳＩ_０（１）とＣＳＩ_１３（１）との相互相関値ＣＯＲ_{（０，１３）}（１）を導出する。

【0052】

相互相関導出部２０７は、以上のような計算を１番から１５番までのＳＴＡ１０２の全ての設置位置候補について行い、全ての設置位置候補について相互相関値ＣＯＲ_{（０，１３）}（ｉ）を導出する。そして、設置位置選択部２０８は、相互相関値ＣＯＲ_{（０，１３）}（ｉ）が最小となるＳＴＡ１０２の設置位置を最適設置位置、すなわち、１３番の位置にある物体を最も高い精度で検知できる設置位置として選択する。

【0053】

４－２．ＳＴＡを複数台設置する場合
次に、設置されるＳＴＡ１０２が複数台の場合の設置位置の選択方法について図９を参照して説明する。ここでは一例として、１３番の白丸の位置にある物体を検知するものとする。また、設置されるＳＴＡ１０２の台数は２台であるとする。もちろん、より多くの台数のＳＴＡ１０２を設置してもよいが、ここでは説明を簡単にするために設置台数を２台に限定する。

【0054】

まず、図９Ａに示すように、検出対象物体がどこにも配置されていない状態でＳＴＡ１０２をいずれか２つの設置位置候補に設置し、その状態においてＣＳＩの取得を行う。図９Ａに示す例では、１番と３番の位置にＳＴＡ１０２を設置し、その状態においてＣＳＩ_０（１）とＣＳＩ_０（３）とをそれぞれ取得する。そして、上記の式２を用いて、ＣＳＩ_０（１）とＣＳＩ_０（３）とからＣＳＩ_０（１，３）を計算する。

【0055】

次に、図９Ｂに示すように、ＳＴＡ１０２の設置位置は１番と３番の位置から変えずに検出対象物体を１３番の位置に配置し、その状態においてＣＳＩ_１３（１）とＣＳＩ_１３（３）とをそれぞれ取得する。そして、上記の式２を用いて、ＣＳＩ_１３（１）とＣＳＩ_１３（３）とからＣＳＩ_１３（１，３）を計算する。ＣＳＩ_０（１，３）とＣＳＩ_１３（１，３）とが取得された場合、相互相関導出部２０７は、上記の式３を用いて、ＣＳＩ_０（１，３）とＣＳＩ_１３（１，３）との相互相関値ＣＯＲ_{（０，１３）}（１，３）を導出する。

【0056】

相互相関導出部２０７は、以上のような計算をＳＴＡ１０２の設置位置候補の全ての組み合わせについて行い、全ての組み合わせについて相互相関値ＣＯＲ_{（０，１３）}（ｉ，ｊ）を導出する。そして、設置位置選択部２０８は、相互相関値ＣＯＲ_{（０，１３）}（ｉ，ｊ）が最小となる２台分のＳＴＡ１０２の設置位置を最適設置位置、すなわち、１３番の位置にある物体を最も高い精度で検知できる設置位置として選択する。

【0057】

上述のＳＴＡ１０２の設置位置の選択方法は、ＳＴＡ１０２の台数が３台以上の場合にも適用できる。相互相関導出部２０７は、設置台数分の全ての組み合わせについて相互相関値ＣＯＲ_{（０，１３）}（ｉ，ｊ，ｋ，…）を計算する。そして、設置位置選択部２０８は、相互相関値ＣＯＲ_{（０，１３）}（ｉ，ｊ，ｋ，…）が最小となるＳＴＡ１０２の設置位置ｉ，ｊ，ｋ，…を最適設置位置として選択する。

【0058】

５．第２実施形態に係るＳＴＡの設置位置の選択方法
５－１．ＳＴＡを１台設置する場合
第２実施形態は、２つの地点での物体の有無を検知するために最適なＳＴＡ１０２の設置位置を決定することが目的である。第２実施形態におけるＳＴＡ１０２の設置台数は１台でもよいし複数台でもよい。以下、ＳＴＡ１０２の設置台数が１台の場合の設置位置の選択方法と、ＳＴＡ１０２の設置台数が複数台の場合の設置位置の選択方法について順に説明する。なお、以下に説明する方法は、レイトレースのような計算機モデルでのシミュレーションにより実施してもよいし、実際の空間における実験により実施してもよい。

【0059】

設置されるＳＴＡ１０２が１台の場合の設置位置の選択方法は、図１０を参照して説明することができる。ここでは一例として、１３番と１４番の白丸の位置にある物体を検知するものとする。

【0060】

まず、図１０Ａに示すように、検出対象物体を１３番の位置に配置した状態でＳＴＡ１０２をいずれか一つの設置位置候補に設置し、その状態においてＣＳＩの取得を行う。図８Ａに示す例では、１番の位置にＳＴＡ１０２を設置し、その状態においてＣＳＩ_１３（１）を取得する。

【0061】

次に、図１０Ｂに示すように、ＳＴＡ１０２の設置位置は１番の位置から変えずに検出対象物体を１４番の位置に配置し、その状態においてＣＳＩ_１４（１）を取得する。ＣＳＩ_１３（１）とＣＳＩ_１４（１）とが取得された場合、相互相関導出部２０７は、上記の式１を用いて、ＣＳＩ_１３（１）とＣＳＩ_１４（１）との相互相関値ＣＯＲ_{（１３，１４）}（１）を導出する。

【0062】

相互相関導出部２０７は、以上のような計算を１番から１５番までのＳＴＡ１０２の全ての設置位置候補について行い、全ての設置位置候補について相互相関値ＣＯＲ_{（１３，１４）}（ｉ）を導出する。そして、設置位置選択部２０８は、相互相関値ＣＯＲ_{（１３，１４）}（ｉ）が最小となるＳＴＡ１０２の設置位置を最適設置位置、すなわち、１３番の位置にある物体と１４番の位置にある物体とを最も高い精度で検知できる設置位置として選択する。

【0063】

５－２．ＳＴＡを複数台設置する場合
次に、設置されるＳＴＡ１０２が複数台の場合の設置位置の選択方法について図１１を参照して説明する。ここでは一例として、１３番と１４番の白丸の位置にある物体を検知するものとする。また、設置されるＳＴＡ１０２の台数は２台であるとする。もちろん、より多くの台数のＳＴＡ１０２を設置してもよいが、ここでは説明を簡単にするために設置台数を２台に限定する。

【0064】

まず、図１１Ａに示すように、検出対象物体を１３番の位置に配置した状態でＳＴＡ１０２をいずれか２つの設置位置候補に設置し、その状態においてＣＳＩの取得を行う。図９Ａに示す例では、１番と３番の位置にＳＴＡ１０２を設置し、その状態においてＣＳＩ_１３（１）とＣＳＩ_１３（３）とをそれぞれ取得する。そして、上記の式２を用いて、ＣＳＩ_１３（１）とＣＳＩ_１３（３）とからＣＳＩ_１３（１，３）を計算する。

【0065】

次に、図１１Ｂに示すように、ＳＴＡ１０２の設置位置は１番と３番の位置から変えずに検出対象物体を１４番の位置に配置し、その状態においてＣＳＩ_１４（１）とＣＳＩ_１４（３）とをそれぞれ取得する。そして、上記の式２を用いて、ＣＳＩ_１４（１）とＣＳＩ_１４（３）とからＣＳＩ_１４（１，３）を計算する。ＣＳＩ_１４（１，３）とＣＳＩ_１４（１，３）とが取得された場合、相互相関導出部２０７は、上記の式３を用いて、ＣＳＩ_１３（１，３）とＣＳＩ_１４（１，３）との相互相関値ＣＯＲ_{（１３，１４）}（１，３）を導出する。

【0066】

相互相関導出部２０７は、以上のような計算をＳＴＡ１０２の設置位置候補の全ての組み合わせについて行い、全ての組み合わせについて相互相関値ＣＯＲ_{（１３，１４）}（ｉ，ｊ）を導出する。そして、設置位置選択部２０８は、相互相関値ＣＯＲ_{（１３，１４）}（ｉ，ｊ）が最小となる２台分のＳＴＡ１０２の設置位置を最適設置位置、すなわち、１３番の位置にある物体と１４番の位置にある物体とを最も高い精度で検知できる設置位置として選択する。

【0067】

上述のＳＴＡ１０２の設置位置の選択方法は、ＳＴＡ１０２の台数が３台以上の場合にも適用できる。相互相関導出部２０７は、設置台数分の全ての組み合わせについて相互相関値ＣＯＲ_{（１３，１４）}（ｉ，ｊ，ｋ，…）を計算する。そして、設置位置選択部２０８は、相互相関値ＣＯＲ_{（１３，１４）}（ｉ，ｊ，ｋ，…）が最小となるＳＴＡ１０２の設置位置ｉ，ｊ，ｋ，…を最適設置位置として選択する。

【0068】

６．第３実施形態に係るＳＴＡの設置位置の選択方法
６－１．ＳＴＡを１台設置する場合
第３実施形態は、通知エリア内のいずれかの位置にある物体を検知するために最適なＳＴＡ１０２の設置位置を決定することが目的である。第３実施形態におけるＳＴＡ１０２の設置台数は１台でもよいし複数台でもよい。以下、ＳＴＡ１０２の設置台数が１台の場合の設置位置の選択方法と、ＳＴＡ１０２の設置台数が複数台の場合の設置位置の選択方法について順に説明する。なお、以下に説明する方法は、レイトレースのような計算機モデルでのシミュレーションにより実施してもよいし、実際の空間における実験により実施してもよい。

【0069】

設置されるＳＴＡ１０２が１台の場合の設置位置の選択方法は、図１２を参照して説明することができる。

【0070】

まず、図１２Ａに示すように、検出対象物体がどこにも配置されていない状態でＳＴＡ１０２をいずれか一つの設置位置候補に設置し、その状態においてＣＳＩの取得を行う。図１２Ａに示す例では、１番の位置にＳＴＡ１０２を設置し、その状態においてＣＳＩ_０（１）を取得する。

【0071】

次に、図１２Ｂに示すように、ＳＴＡ１０２の設置位置は１番の位置から変えずに検出対象物体を１番の位置に配置し、その状態においてＣＳＩ_１（１）を取得する。さらに、ＳＴＡ１０２の設置位置は１番の位置から変えずに残りの２番から２０番までの全ての検出対象物体の配置位置についてＣＳＩ_２（１）～ＣＳＩ_２０（１）を取得する。

【0072】

相互相関導出部２０７は、上記の式１を用いて、ＣＳＩ_０（１）と１番から２０番までの全てのCＳＩ_１（１）～ＣＳＩ_２０（１）のそれぞれとの相互相関値ＣＯＲ_{（０，１）}（１）～ＣＯＲ_{（０，２０）}（１）を導出する。次に、相互相関導出部２０７は、これら２０個の相互相関値ＣＯＲ_{（０，１）}（１）～ＣＯＲ_{（０，２０）}（１）の代表値ＣＯＲ_ｒｅｐ（１）を計算する。なお、本実施形態において代表値ＣＯＲ_ｒｅｐ（ｉ）とは、例えば、平均値ＣＯＲ_ａｖｅ（ｉ）でもよいし最大値ＣＯＲ_ｍａｘ（ｉ）でもよい。

【0073】

相互相関導出部２０７は、以上のような計算を１番から１５番までのＳＴＡ１０２の全ての設置位置候補について行い、全ての設置位置候補について相互相関値の代表値ＣＯＲ_ｒｅｐ（ｉ）を計算する。そして、設置位置選択部２０８は、相互相関値の代表値ＣＯＲ_ｒｅｐ（ｉ）が最小となるＳＴＡ１０２の設置位置を最適設置位置、すなわち、１番から２０番のいずれかの位置にある物体を最も高い精度で検知できる設置位置として選択する。

【0074】

６－２．ＳＴＡを複数台設置する場合
次に、設置されるＳＴＡ１０２が複数台の場合の設置位置の選択方法について図１３を参照して説明する。設置されるＳＴＡ１０２の台数は２台であるとする。もちろん、より多くの台数のＳＴＡ１０２を設置してもよいが、ここでは説明を簡単にするために設置台数を２台に限定する。

【0075】

まず、図１３Ａに示すように、検出対象物体がどこにも配置されていない状態でＳＴＡ１０２をいずれか２つの設置位置候補に設置し、その状態においてＣＳＩの取得を行う。図１３Ａに示す例では、１番と３番の位置にＳＴＡ１０２を設置し、その状態においてＣＳＩ_０（１）とＣＳＩ_０（３）とをそれぞれ取得する。そして、上記の式２を用いて、ＣＳＩ_０（１）とＣＳＩ_０（３）とからＣＳＩ_０（１，３）を計算する。

【0076】

次に、図１３Ｂに示すように、ＳＴＡ１０２の設置位置は１番と３番の位置から変えずに検出対象物体を１番の位置に配置し、その状態においてＣＳＩ_１（１）とＣＳＩ_１（３）とをそれぞれ取得する。さらに、ＳＴＡ１０２の設置位置は１番と３番の位置から変えずに残りの２番から２０番までの全ての検出対象物体の配置位置についてＣＳＩ_２（１）～ＣＳＩ_２０（１）とＣＳＩ_２（３）～ＣＳＩ_２０（３）とをそれぞれ取得する。そして、上記の式２を用いて、ＣＳＩ_１（１）～ＣＳＩ_２０（１）とＣＳＩ_１（３）～ＣＳＩ_２０（３）とからＣＳＩ_１（１，３）～ＣＳＩ_２０（１，３）を計算する。

【0077】

相互相関導出部２０７は、上記の式３を用いて、ＣＳＩ_０（１，３）と１番から２０番までのＣＳＩ_１（１，３）～ＣＳＩ_２０（１，３）のそれぞれとの相互相関値ＣＯＲ_{（０，１）}（１，３）～ＣＯＲ_{（０，２０）}（１，３）を導出する。次に、相互相関導出部２０７は、これら２０個の相互相関値ＣＯＲ_{（０，１）}（１，３）～ＣＯＲ_{（０，２０）}（１，３）の代表値ＣＯＲ_ｒｅｐ（１，３）を計算する。なお、本実施形態において代表値ＣＯＲ_ｒｅｐ（ｉ，ｊ）とは、例えば、平均値ＣＯＲ_ａｖｅ（ｉ，ｊ）でもよいし最大値ＣＯＲ_ｍａｘ（ｉ，ｊ）でもよい。

【0078】

相互相関導出部２０７は、以上のような計算をＳＴＡ１０２の設置位置候補の全ての組み合わせについて行い、全ての組み合わせについて相互相関値の代表値ＣＯＲ_ｒｅｐ（ｉ，ｊ）を計算する。そして、設置位置選択部２０８は、相互相関値の代表値ＣＯＲ_ｒｅｐ（ｉ，ｊ）が最小となる２台分のＳＴＡ１０２の設置位置を最適設置位置、すなわち、１番から２０番のいずれかの位置にある物体を最も高い精度で検知できる設置位置として選択する。

【0079】

上述のＳＴＡ１０２の設置位置の選択方法は、ＳＴＡ１０２の台数が３台以上の場合にも適用できる。相互相関導出部２０７は、設置台数分の全ての組み合わせについて相互相関値の代表値ＣＯＲ_ｒｅｐ（ｉ，ｊ，ｋ，…）を計算する。そして、設置位置選択部２０８は、相互相関値の代表値ＣＯＲ_ｒｅｐ（ｉ，ｊ，ｋ，…）が最小となるＳＴＡ１０２の設置位置ｉ，ｊ，ｋ，…を最適設置位置として選択する。

【0080】

７．第４実施形態に係るＳＴＡの設置位置の選択方法
７－１．ＳＴＡを１台設置する場合
第４実施形態は、通知エリア内に物体を検知したい場所が多くある状況において隣接する検知対象場所を弁別するために最適なＳＴＡ１０２の設置位置を決定することが目的である。第４実施形態におけるＳＴＡ１０２の設置台数は１台でもよいし複数台でもよい。以下、ＳＴＡ１０２の設置台数が１台の場合の設置位置の選択方法と、ＳＴＡ１０２の設置台数が複数台の場合の設置位置の選択方法について順に説明する。なお、以下に説明する方法は、レイトレースのような計算機モデルでのシミュレーションにより実施してもよいし、実際の空間における実験により実施してもよい。

【0081】

設置されるＳＴＡ１０２が１台の場合の設置位置の選択方法は、図１４を参照して説明することができる。

【0082】

まず、図１４Ａに示すように、検出対象物体がいずれか一つの場所に配置されている状態でＳＴＡ１０２をいずれか一つの設置位置候補に設置し、その状態においてＣＳＩの取得を行う。図１４Ａに示す例では、検出対象物体が６番の位置に配置されている場合に、１番の位置にＳＴＡ１０２を設置し、その状態においてＣＳＩ_６（１）を取得する。

【0083】

次に、図１４Ｂに示すように、ＳＴＡ１０２の設置位置は１番の位置から変えずに検出対象物体を６番の位置に隣接する２番、５番、７番、及び１０番の位置に順に配置し、それぞれの状態においてＣＳＩ_２（１）、ＣＳＩ_５（１）、ＣＳＩ_７（１）、及びＣＳＩ_１０（１）を取得する。

【0084】

相互相関導出部２０７は、上記の式１を用いて、ＣＳＩ_６（１）とＣＳＩ_２（１）、ＣＳＩ_５（１）、ＣＳＩ_７（１）、及びＣＳＩ_１０（１）のそれぞれとの相互相関値ＣＯＲ_{（６，２）}（１）、ＣＯＲ_{（６，５）}（１）、ＣＯＲ_{（６，７）}（１）、及びＣＯＲ_{（６，１０）}（１）を導出する。次に、相互相関導出部２０７は、これらの相互相関値ＣＯＲ_{（６，２）}（１）、ＣＯＲ_{（６，５）}（１）、ＣＯＲ_{（６，７）}（１）、及びＣＯＲ_{（６，１０）}（１）の代表値を６番の検知対象場所に対応する代表相互相関値ＣＯＲ_（６）（１）として算出する。代表値は、例えば、平均値でもよいし最大値でもよい。同様にして、相互相関導出部２０７は、１番から２０番までの全ての検出対象場所について代表相互相関値ＣＯＲ_（１）（１）～ＣＯＲ_（２０）（１）を計算する。

【0085】

次に、相互相関導出部２０７は、得られた２０個の代表相互相関値ＣＯＲ_（１）（１）～ＣＯＲ_（２０）（１）の代表値ＣＯＲ_ｒｅｐ（１）を計算する。なお、本実施形態において代表値ＣＯＲ_ｒｅｐ（ｉ）とは、例えば、平均値ＣＯＲ_ａｖｅ（ｉ）でもよいし最大値ＣＯＲ_ｍａｘ（ｉ）でもよい。

【0086】

相互相関導出部２０７は、以上のような計算を１番から１５番までのＳＴＡ１０２の全ての設置位置候補について行い、全ての設置位置候補について代表相互相関値の代表値ＣＯＲ_ｒｅｐ（ｉ）を計算する。そして、設置位置選択部２０８は、代表相互相関値の代表値ＣＯＲ_ｒｅｐ（ｉ）が最小となるＳＴＡ１０２の設置位置を最適設置位置、すなわち、隣接する検知対象場所にある物体を最も高い精度で弁別できる設置位置として選択する。

【0087】

７－２．ＳＴＡを複数台設置する場合
次に、設置されるＳＴＡ１０２が複数台の場合の設置位置の選択方法について図１５を参照して説明する。設置されるＳＴＡ１０２の台数は２台であるとする。もちろん、より多くの台数のＳＴＡ１０２を設置してもよいが、ここでは説明を簡単にするために設置台数を２台に限定する。

【0088】

まず、図１５Ａに示すように、検出対象物体がいずれか一つの場所に配置されている状態でＳＴＡ１０２をいずれか２つの設置位置候補に設置し、その状態においてＣＳＩの取得を行う。図１５Ａに示す例では、検出対象物体が６番の位置に配置されている場合に、１番と３番の位置にＳＴＡ１０２を設置し、その状態においてＣＳＩ_６（１）とＣＳＩ_６（３）とをそれぞれ取得する。そして、上記の式２を用いて、ＣＳＩ_６（１）とＣＳＩ_６（３）とからＣＳＩ_６（１，３）を計算する。

【0089】

次に、図１５Ｂに示すように、ＳＴＡ１０２の設置位置は１番と３番の位置から変えずに検出対象物体を６番の位置に隣接する２番、５番、７番、及び１０番の位置に順に配置する。それぞれの状態においてＣＳＩ_２（１）、ＣＳＩ_５（１）、ＣＳＩ_７（１）、及びＣＳＩ_１０（１）を取得するとともに、ＣＳＩ_２（３）、ＣＳＩ_５（３）、ＣＳＩ_７（３）、及びＣＳＩ_１０（３）を取得する。そして、上記の式２を用いて、ＣＳＩ_２（１，３）、ＣＳＩ_５（１，３）、ＣＳＩ_７（１，３）、及びＣＳＩ_１０（１，３）を計算する。

【0090】

相互相関導出部２０７は、上記の式１を用いて、ＣＳＩ_６（１，３）とＣＳＩ_２（１，３）、ＣＳＩ_５（１，３）、ＣＳＩ_７（１，３）、及びＣＳＩ_１０（１，３）のそれぞれとの相互相関値ＣＯＲ_{（６，２）}（１，３）、ＣＯＲ_{（６，５）}（１，３）、ＣＯＲ_{（６，７）}（１，３）、及びＣＯＲ_{（６，１０）}（１，３）を導出する。次に、相互相関導出部２０７は、これらの相互相関値ＣＯＲ_{（６，２）}（１，３）、ＣＯＲ_{（６，５）}（１，３）、ＣＯＲ_{（６，７）}（１，３）、及びＣＯＲ_{（６，１０）}（１，３）の代表値を６番の検知対象場所に対応する代表相互相関値ＣＯＲ_（６）（１，３）として算出する。代表値は、例えば、平均値でもよいし最大値でもよい。同様にして、相互相関導出部２０７は、１番から２０番までの全ての検出対象場所について代表相互相関値ＣＯＲ_（１）（１，３）～ＣＯＲ_（２０）（１，３）を計算する。

【0091】

次に、相互相関導出部２０７は、得られた２０個の代表相互相関値ＣＯＲ_（１）（１，３）～ＣＯＲ_（２０）（１，３）の代表値ＣＯＲ_ｒｅｐ（１，３）を計算する。なお、本実施形態において代表値ＣＯＲ_ｒｅｐ（ｉ，３）とは、例えば、平均値ＣＯＲ_ａｖｅ（ｉ，３）でもよいし最大値ＣＯＲ_ｍａｘ（ｉ，３）でもよい。

【0092】

相互相関導出部２０７は、以上のような計算をＳＴＡ１０２の設置位置候補の全ての組み合わせについて行い、全ての組み合わせについて代表相互相関値の代表値ＣＯＲ_ｒｅｐ（ｉ，ｊ）を計算する。そして、設置位置選択部２０８は、代表相互相関値の代表値ＣＯＲ_ｒｅｐ（ｉ，ｊ）が最小となる２台分のＳＴＡ１０２の設置位置を最適設置位置、すなわち、隣接する検知対象場所にある物体を最も高い精度で弁別できる設置位置として選択する。

【0093】

上述のＳＴＡ１０２の設置位置の選択方法は、ＳＴＡ１０２の台数が３台以上の場合にも適用できる。相互相関導出部２０７は、設置台数分の全ての組み合わせについて代表相互相関値の代表値ＣＯＲ_ｒｅｐ（ｉ，ｊ，ｋ，…）を計算する。そして、設置位置選択部２０８は、代表相互相関値の代表値ＣＯＲ_ｒｅｐ（ｉ，ｊ，ｋ，…）が最小となるＳＴＡ１０２の設置位置ｉ，ｊ，ｋ，…を最適設置位置として選択する。

【0094】

８．第５実施形態に係るＳＴＡの設置位置の選択方法
第１乃至第４実施形態では、ＳＴＡ１０２の設置台数が複数台である場合、ＳＴＡ１０２の設置位置の組み合わせが膨大になる。このため、レイトレースのような計算機モデルでのシミュレーションではなく、実際の空間における実験によりＣＳＩを取得する場合には多大な工数を要することになる。第５実施形態は、伝搬環境の時間変動が小さいことを前提として個別にＣＳＩを取得し、個別に取得したＣＳＩを用いて相互相関を求めることにより、複数台のＳＴＡ１０２の設置位置の決定のための時間を削減することが目的である。

【0095】

本実施形態に係るＳＴＡ１０２の設置位置の選択方法は、図１６を参照して説明することができる。

【0096】

まず、図１６Ａに示すように、１番の位置にＳＴＡ１０２を設置し、検出対象物体の配置位置を順に移動させて１番から２０番までの全ての検出対象物体の配置位置についてＣＳＩ_１（１）～ＣＳＩ_２０（１）を取得する。次に、図１６Ｂに示すように、２番の位置にＳＴＡ１０２を設置し、検出対象物体の配置位置を順に移動させて１番から２０番までの全ての検出対象物体の配置位置についてＣＳＩ_１（２）～ＣＳＩ_２０（２）を取得する。以上の処理を１番から１５番までのＳＴＡ１０２の全ての設置位置候補について行い、全ての設置位置候補についてＣＳＩ_ｎ（ｉ）（ｎ＝１，２，…，２０）（ｉ＝１，２，…，１５）を取得する。

【0097】

相互相関導出部２０７は、ＳＴＡ１０２の設置位置候補ごと且つ検知対象物体の配置位置ごとに取得されたＣＳＩ_ｎ（ｉ）に基づき、通信エリア内に複数台のＳＴＡ１０２が設置された場合の相互相関値を導出する。具体的には、例えばＳＴＡ１０２を３台設置する場合には、上記の式２を用いて、ＣＳＩ_ｎ（ｉ）、ＣＳＩ_ｎ（ｊ）、及びＣＳＩ_ｎ（ｋ）からＣＳＩ_ｎ（ｉ，ｊ，ｋ）を計算する。相互相関導出部２０７は、このように計算されたＣＳＩ_ｎ（ｉ，ｊ，ｋ）を用いて第１乃至第４実施形態のいずれかの方法にて相互相関値を導出する。そして、設置位置選択部２０８は、相互相関導出部２０７で導出された相互相関値が最小となるＳＴＡ１０２の設置位置ｉ，ｊ，ｋを最適設置位置として選択する。

【0098】

９．その他
上記実施形態は、本開示の要旨を逸脱しない範囲で種々に変形して実施することができる。すなわち、上記実施形態において各要素の個数、数量、量、範囲などの数に言及されている場合、特に明示した場合や原理的に明らかにその数に特定される場合を除いて、その言及した数に、本開示に係る技術が限定されるものではない。また、上記実施形態において説明する構造等は、特に明示した場合や明らかに原理的にそれに特定される場合を除いて、本開示に係る技術に必ずしも必須のものではない。

【0099】

例えば、ＳＴＡ１０２の本体からアンテナ３０１を分離し、アンテナ３０１のみを図７に黒丸で示す設置位置に設置してもよい。この場合は、アンテナ３０１が「受信アンテナ」に対応する。

【符号の説明】

【0100】

１００ 物体検知システム
１０１ ＡＰ
１０２ ＳＴＡ（受信アンテナ）
１０３ 物体検知装置
１０４ アンテナ（送信アンテナ）
２０２ ＣＳＩ抽出部
２０３ データ前処理部
２０４ 機械学習部
２０５ 判定部
２０６ ＣＳＩ情報蓄積部
２０７ 相互相関導出部
２０８ 設置位置選択部

【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】