JP2015052475A - 監視システム - Google Patents

Abstract

【課題】複数の送信機がそれぞれ異なるエリアに設置されるシステムにおいて、各エリアについて人間の動作の監視を良好に行うことができる監視システムを提供する。【解決手段】監視システムは、互いの一部または全部が異なる複数のエリアにそれぞれ配置され、互いに非同期に、周期的に電波を送信する複数の送信機と、前記送信機から受信した電波に基づいて前記エリアにおける人間の動作を監視する監視処理を行う受信機とを備え、前記送信機は、他の装置が電波を送信中であるか否かを判断し、他の装置が電波を送信中でないと判断した場合、電波を送信し、各前記送信機の電波の送信周期は、互いに異なる長さに設定される。【選択図】図７

Description

本発明は、監視システムに関し、特に、電波に基づいて人間の動作を監視する監視システムに関する。

室内等の所定エリアにおいて、人間の動作を検知する侵入検知装置が開発されている。侵入検知方法の一例として、たとえば、「ＵＷＢ−ＩＲによる屋内侵入者検知に関する検討」寺阪圭司 他、電子情報通信学会論文誌B、第J90-B巻、第1号、pp.97-100、2007年1月1日（非特許文献１）には、ＵＷＢ−ＩＲ（Ｕｌｔｒａ ＷｉｄｅＢａｎｄ−Ｉｍｐｕｌｓｅ Ｒａｄｉｏ）による伝搬遅延プロファイルすなわち電力遅延プロファイルを用いる方法が開示されている。

しかしながら、非特許文献１に記載の方法では、広帯域の信号を用いることから他の無線サービスとの干渉が問題となり、また、受信信号の電力を用いることから屋内におけるマルチパスフェージングの影響を受け、検出精度が劣化する場合がある。

このような問題点を解決するための技術として、たとえば、特開２００８−２１６１５２号公報（特許文献１）には、以下のような構成が開示されている。すなわち、イベント検出装置は、各アレイアンテナの受信信号に基づいて固有ベクトルすなわち到来角分布を計算し、当該固有ベクトルと、比較基準となる平時の固有ベクトルとの内積値を計算する。そして、イベント検出装置は、この内積値と所定の閾値との比較結果に基づいて、イベントの発生すなわち侵入者の検知を行なう。

「ＵＷＢ−ＩＲによる屋内侵入者検知に関する検討」寺阪圭司 他、電子情報通信学会論文誌B、第J90-B巻、第1号、pp.97-100、2007年1月1日

特開２００８−２１６１５２号公報

ところで、特許文献１に記載のイベント検出装置では、検知対象エリアにおいて侵入者を検知することは可能であるが、受信機によって受信された電波が検知対象エリアにおけるどのような経路を通って受信機に到来したのかを判断することができず、検知対象エリア内のどの場所に侵入者が存在するかを特定することが困難である。このため、たとえば、複数の送信機を互いに異なるエリアに配置し、各送信機が異なる送信期間に電波を送信するように構成することが考えられる。

しかしながら、複数の送信機を備える監視システムでは、各送信機が互いに異なる送信期間に電波を送信していても、各送信機に設けられた時計の精度の影響などによって各送信機の電波の送信タイミングが徐々に近づいてくることがある。

たとえば、各送信機はキャリアセンスを行い、各送信機の電波の送信期間が重なるほど当該送信タイミングが近づいた場合には、先に電波を送信した送信機による電波の送信期間が終了するまで他の送信機は電波の送信を延期し、当該送信期間が終了した直後に他の送信機が電波を送信する状態となる。

このような場合、受信機における固有ベクトルの算出などの演算処理が間に合わず、先に送信された電波に対してのみ演算処理が行われ、後に送信された電波に対しては演算処理を行うことができない状態となる。すなわち、後に電波を送信する送信機が配置されているエリアについては人間の動作の監視を行うことができない状態となってしまうという問題がある。そして、このような状態は、送信機の仕様によって継続する場合がある。

この発明は、上述の課題を解決するためになされたもので、その目的は、複数の送信機がそれぞれ異なるエリアに設置されるシステムにおいて、各エリアについて人間の動作の監視を良好に行うことができる監視システムを提供することである。

上記課題を解決するために、この発明のある局面に係わる監視システムは、互いの一部または全部が異なる複数のエリアにそれぞれ配置され、互いに非同期に、周期的に電波を送信する複数の送信機と、前記送信機から受信した電波に基づいて前記エリアにおける人間の動作を監視する監視処理を行う受信機とを備え、前記送信機は、他の装置が電波を送信中であるか否かを判断し、他の装置が電波を送信中でないと判断した場合、電波を送信し、各前記送信機の電波の送信周期は、互いに異なる長さに設定される。

本発明は、このような特徴的な処理部を備える監視システムとして実現することができるだけでなく、かかる特徴的な処理をステップとする監視方法として実現したり、かかるステップをコンピュータに実行させるためのプログラムとして実現したりすることができる。また、監視システムの一部または全部を実現する半導体集積回路として実現することができる。

本発明によれば、複数の送信機がそれぞれ異なるエリアに設置されるシステムにおいて、各エリアについて人間の動作の監視を良好に行うことができる。

図１は、本発明の第１の実施の形態に係る監視システムの使用イメージを示す図である。 図２は、本発明の第１の実施の形態に係る監視システムの送信機および受信機の構成を示す図である。 図３は、本発明の第１の実施の形態に係る監視システムの送信機から送信される電波に含まれる情報を示す図である。 図４は、本発明の第１の実施の形態に係る監視システムによる侵入検知動作の手順を定めたフローチャートである。 図５は、本発明の第１の実施の形態に係る監視システムにおける複数の送信機による電波の送信期間および受信機による演算処理期間の関係を示す図である。 図６は、課題を説明するための、複数の送信機による電波の送信期間と、受信機による演算処理期間との関係を示す図である。 図７は、本発明の第１の実施の形態に係る監視システムにおける複数の送信機による電波の送信期間と、受信機による演算処理期間との関係を示す図である。 図８は、２つの送信機の送信周期の差の絶対値が、これら２つの送信機のそれぞれの電波の送信期間のうち長い方の送信期間の長さより小さい場合における、各送信機の電波の送信期間を示す図である。 図９は、２つの送信機の送信周期の差の絶対値が、これら２つの送信機のそれぞれの電波の送信期間のうち長い方の送信期間の長さと同じ大きさである場合における、各送信機の電波の送信期間を示す図である。 図１０は、２つの送信機の送信周期の差の絶対値が、これら２つの送信機のそれぞれの電波の送信期間のうち長い方の送信期間の長さより大きい場合における、各送信機の電波の送信期間を示す図である。 図１１は、課題を説明するための、監視システムの使用イメージを示す図である。 図１２は、本発明の第２の実施の形態に係る監視システムにおける複数の送信機による電波の送信期間と、受信機による演算処理期間との関係を示す図である。

最初に、本発明の実施形態の内容を列記して説明する。

（１）本発明の実施の形態に係る監視システムは、互いの一部または全部が異なる複数のエリアにそれぞれ配置され、互いに非同期に、周期的に電波を送信する複数の送信機と、前記送信機から受信した電波に基づいて前記エリアにおける人間の動作を監視する監視処理を行う受信機とを備え、前記送信機は、他の装置が電波を送信中であるか否かを判断し、他の装置が電波を送信中でないと判断した場合、電波を送信し、各前記送信機の電波の送信周期は、互いに異なる長さに設定される。

このように、各送信機の電波の送信周期が互いに異なる長さに設定される構成により、複数の送信機の電波の送信タイミングが近づいた場合であっても、このような状態が継続することを避けることができる。このため、各エリアについて人間の動作の監視を良好に行うことができる。

（２）好ましくは、複数の前記送信機のうち２つの前記送信機の前記送信周期の差の絶対値は、２つの前記送信機のそれぞれの電波の送信期間のうち長い方の送信期間の長さより大きい。

ここで、たとえば、第１送信機と第２送信機とが設けられ、第１送信機の電波の送信周期が第２送信機の電波の送信周期よりも１ｍｓ長いと仮定する。そして、これら２つの送信機の電波の送信期間がいずれも４ｍｓである場合、たとえば、先に電波の送信を行う第１送信機の電波の送信タイミングと、後に電波の送信を行う第２送信機の電波の送信タイミングとは、１周期ごとに１ｍｓずつ近づく。そして、これら２つの送信機の電波の送信期間が重なるまで近づくと、第２送信機は、第１送信機の電波の送信期間が終了するまで待機した後に電波を送信するという状態が継続することになる。

これに対して、たとえば、第１送信機の電波の送信周期が第２送信機の電波の送信周期よりも１０ｍｓ長い場合、先に電波の送信を行う第１送信機の電波の送信タイミングと、後に電波の送信を行う第２送信機の電波の送信タイミングとは、１周期ごとに１０ｍｓずつ近づく。このため、これら２つの送信機の電波の送信期間が重なるまで近づいたとしても、第１送信機が次に電波を送信する送信タイミングは、第２送信機が次に電波を送信する送信タイミングよりも後になる。すなわち、第１送信機の送信期間と第２送信機の送信期間との順番が入れ替わることにより、第２送信機が第１送信機の電波の送信期間が終了するまで待機した後に電波を送信するという状態が継続することを避けることができる。

従って、上記のように、複数の送信機のうち２つの送信機の送信周期の差の絶対値がこれら２つの送信機のそれぞれの電波の送信期間のうち長い方の送信期間の長さより大きい構成により、各送信機の電波の送信タイミングが近い状態が継続することを避け、各エリアについての人間の動作の監視を一層良好に行うことができる。

（３）好ましくは、前記各送信機の前記送信周期の値は、互いに異なる素数に設定される。

このような構成により、複数の送信機の電波の送信期間が重なることを避けることができる。そして、これにより、ある送信機が他の送信機の電波の送信期間が終了するまで待機した後に電波を送信するという状態、すなわち複数の送信機の電波の送信タイミングが近い状態となる可能性を低くすることができる。

（４）好ましくは、前記受信機は、受信した電波に基づく前記監視処理を行っている間、新たに受信した電波に基づく前記監視処理を行わない。

このような構成により、受信データに基づくデータを保持するための多くのメモリ容量を確保する必要がなくなるため、コストの削減を図ることができる。

（５）好ましくは、前記各送信機の前記送信周期は、定期的または不定期に変わるように設定される。

ここで、送信機以外に電波を送信する他の装置が監視対象であるエリアに配置された状況において、送信機と当該他の装置との間に障害物があるなどの場合、互いに電波の送信期間を把握することができないことがある。このような場合、送信機の電波の送信期間と当該他の装置の電波の送信期間とが固定的に重なることがある。

しかしながら、上記のように、送信機の送信周期が定期的または不定期に変わる構成により、送信機の電波の送信期間と当該他の装置の電波の送信期間とが重なったとしても、このような状態が継続することを避けることができる。

（６）より好ましくは、前記各送信機の前記送信周期は、前記各送信機のうち前記送信周期の最も長い送信機が定期的または不定期に変わるように設定される。

このような構成により、複数の送信機のうち、送信周期の最も長い送信機が１つの送信機に固定されることを避けることができるため、当該送信機が設置されているエリアの監視処理の頻度が、他のエリアの監視処理の頻度と比較して低い状態が続くことを避けることができる。

（７）より好ましくは、前記各送信機の前記送信周期は、一定の間隔で変わるように、かつ循環するように設定される。

このような構成により、各エリアにおいて送信される電波の送信時間を均一化することができるため、各エリアの監視処理の頻度に偏りが生じることを防ぐことができる。

（８）好ましくは、前記送信機から送信された電波に基づく前記監視処理の結果が所定条件を満たす場合、前記送信機の前記送信周期が変更される。

このような構成により、送信機以外に電波を送信する他の装置が監視対象であるエリアに配置された状況において、送信機の電波と他の装置の電波とが互いに干渉することにより監視処理の結果が安定しないような場合などには、当該送信機の送信周期を変更することができるため、当該送信機の電波と他の装置の電波とが干渉する状態が継続することを避けることができる。

（９）好ましくは、各前記エリアのうち、人間の動作を監視する必要性の高い前記エリアに配置される前記送信機に、他の前記送信機と比べて短い前記送信周期が設定される。

このような構成により、所望のエリアの監視処理の頻度を上げて、当該エリアについての監視の精度を高めることができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。また、以下に記載する実施の形態の少なくとも一部を任意に組み合わせてもよい。

（第１の実施の形態）
［構成および基本動作］
（ａ）監視システムの構成
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る監視システムの使用イメージを示す図である。

図１を参照して、本発明の第１の実施の形態に係る監視システム１００は、動体検知センサとして機能する。監視システム１００として、互いに異なるエリアに配置され、互いに非同期に電波を送信する送信機１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃと、送信機１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃから送信される電波を受信する受信機１１とが、警戒エリアとしたい所定エリア、たとえば家の中などに配置される。

なお、送信機１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの各々を、以下「送信機１０」とも称する。また、図１に示す例では、所定エリアはエリア１、エリア２、エリア３およびエリア４を含み、エリア１に受信機１１が配置され、エリア２に送信機１０Ａが配置され、エリア３に送信機１０Ｂが配置され、エリア４に送信機１０Ｃが配置されている。

ここで、監視システム１００に含まれる送信機１０が１つであり、たとえば、当該送信機１０がエリア３に配置され、受信機１１がエリア１に配置されているとする。この場合において、エリア１またはエリア３に侵入者が存在すると、電波伝搬の変化が大きいことにより侵入者が存在することを精度よく検知することができる。一方、エリア２またはエリア４に侵入者が存在すると、電波伝搬の変化が小さいことにより検知の精度が低下する虞がある。

したがって、図１に示す監視システム１００のように、複数の送信機１０を備え、所定エリアにおける各エリアに送信機１０を配置可能な構成が好ましい。

送信機１０は、例えば、ＩＥＥＥ８０２．１５．４として規格化されたＺｉｇＢｅｅ方式に従ってパケット等を含む電波を、受信機１１へ周期的に送信する。この電波は、例えば２．４ＧＨｚ帯の無線信号である。

受信機１１は、アレイ式電波センサであり、複数のアンテナ素子を備え、電波伝搬の変化を利用して動体の検知機能を実現する。受信機１１は、２．４ＧＨｚ帯のＺｉｇＢｅｅ方式に従う電波を送信機１０から受信して、受信した当該電波についての反射および回折等の波動伝搬の性質に基づいて、所定エリア内の状態を監視する監視処理を行う。

具体的には、送信機１０から送信された電波は、壁またはドアなどによって反射、透過もしくは回折を繰り返し、受信機１１に受信される。なお、送信機１０から送信された電波は、反射などを行うことなく直接受信機１１に受信されても良い。

そして、受信機１１は、複数のアンテナ素子において受信した電波に基づいて、所定エリアの状態を示す空間特徴量を算出し、算出した当該空間特徴量に基づいて、当該所定エリアにおける人間の動作を監視する。

図２は、本発明の第１の実施の形態に係る監視システムの送信機および受信機の構成を示す図である。

（ｂ）送信機の構成
図２を参照して、送信機１０は、ＺｉｇＢｅｅ通信部２１と、アンテナ２２とを含む。ＺｉｇＢｅｅ通信部２１は、インタフェース部３１と、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）３２と、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）３３と、ＢＢ／ＭＡＣ処理部３４と、トランシーバ３５と、コネクタ３６とを有する。

インタフェース部３１は、送信機１０が他の機器と接続される際の接続部である。ＲＡＭ３２およびＲＯＭ３３は、各種情報を記憶する。

ＢＢ／ＭＡＣ処理部３４およびトランシーバ３５は、例えば、通信データであるベースバンド帯のデジタル信号から２．４ＧＨｚ帯の無線信号への変換を行なう。トランシーバ３５によって変換された無線信号は、コネクタ３６を介してアンテナ２２へ出力される。

また、送信機１０は、例えば、ＣＳＭＡ／ＣＡ（Ｃａｒｒｉｅｒ Ｓｅｎｓｅ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ／Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ Ａｖｏｉｄａｎｃｅ）方式を採用した時分割の通信を行う。すなわち、送信機１０は、電波の送信の際、キャリアセンスを行い、自己以外の送信機１０など、他の装置が電波を送信しているか否かを判断する。

例えば、送信機１０は、自己のアンテナ２２により、他の装置から送信される電波を受信し、受信した電波のＲＳＳＩ信号を生成する。そして、送信機１０は、ＲＳＳＩ信号のレベルが一定値より大きいときには、他の装置が電波を送信中であると判断し、電波の送信を延期し、所定時間経過後、再度キャリアセンスを行う。一方、送信機１０は、ＲＳＳＩ信号のレベルが一定値より小さいときには、他の装置が電波を送信していないと判断し、受信機１１への電波の送信を行う。

なお、送信機１０から送信される電波には、図３に示すような情報が含まれている。図３は、本発明の第１の実施の形態に係る監視システムの送信機から送信される電波に含まれる情報を示す図である。

すなわち、図３に示すように、送信機１０から送信される電波には、たとえば、データの始まりを示すプリアンブルと、データフレームの開始を示すＳＦＤ（Ｓｔａｒｔ ｏｆ Ｆｒａｍｅ Ｄｅｌｉｍｉｔｔｅｒ）と、送信元を示すＩＤと、データ本体であるペイロードと、誤り検出に用いられる誤り検出用データとが含まれる。

（ｃ）受信機の構成
再び図２を参照して、受信機１１は、アレイ受信部４１と、演算部４２とを含む。アレイ受信部４１は、アレイアンテナ部５１と、受信部５２と、分岐回路５３と、発振器５４とを有する。演算部４２は、空間特徴量算出部５５と、検知部５６と、警報部５７とを有する。

アレイアンテナ部５１は、たとえば４本のアンテナ素子を有する。受信部５２は、アレイアンテナ部５１における各アンテナ素子に対応して、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）６１、ローノイズアンプ６２、直交復調器６３、Ａ／Ｄコンバータ（ＡＤＣ）６４および誤り検出部６５の組を４つ有する。

アレイ受信部４１の受信部５２において、バンドパスフィルタ６１は、アレイアンテナ部５１における対応のアンテナ素子において受信された無線信号の周波数成分のうち、所定の周波数帯域外の成分を減衰させる。ローノイズアンプ６２は、バンドパスフィルタ６１を通過した無線信号を増幅して出力する。

発振器５４はローカル信号を生成し、分岐回路５３へ出力する。分岐回路５３は、発振器５４から受けたローカル信号である無線信号を、受信部５２の直交復調器６３へ出力する。

直交復調器６３は、ローノイズアンプ６２から受けた無線信号と分岐回路５３を介して発振器５４から受けたローカル信号とを乗算することにより、ローノイズアンプ６２から受けた信号をたとえば直交復調してベースバンド帯のＩ信号およびＱ信号に変換し、Ａ／Ｄコンバータ６４へ出力する。

Ａ／Ｄコンバータ６４は、直交復調器６３から受けたＩ信号およびＱ信号をそれぞれｎビット（ｎは２以上の自然数）のデジタル信号に変換し、誤り検出部６５へ出力する。

誤り検出部６５は、Ａ／Ｄコンバータ６４により変換されたデジタル信号を解析することにより、当該デジタル信号に含まれるＳＦＤを検出する。そして、誤り検出部６５は、ＳＦＤを検出すると、ＳＦＤの後に続くＩＤ、ペイロードおよび誤り検出用データを読み出し、読み出した誤り検出用データを用いてＣＲＣ（Ｃｙｃｌｉｃ Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ Ｃｈｅｃｋ）による誤り検出を行う。

すなわち、誤り検出部６５は、誤り検出用データを用いて、アレイアンテナ部５１において受信された無線信号が他の無線信号により干渉を受けているか否かを確認する。そして、誤り検出部６５は、アレイアンテナ部５１において受信された無線信号が干渉を受けていないことを確認した場合、すなわち誤りの検出において誤りが検出されなかった場合、Ａ／Ｄコンバータ６４から受けたデジタル信号および当該デジタル信号から読み出したＩＤ等を、演算部４２へ出力する。

ここで、アレイアンテナ部５１により受信される無線信号がＺｉｇＢｅｅ方式に従う無線信号である場合、誤り検出部６５は、ＰＨＹレイヤの処理を行なうことによりＳＦＤの検出およびＣＲＣによる誤り検出を行うことができる。

これに対して、アレイアンテナ部５１により受信される無線信号がＩＥＥＥ８０２．１１規格の無線ＬＡＮ方式に従う無線信号である場合、誤り検出部６５は、ＰＨＹレイヤよりも上位のレイヤの処理を行うことでＳＦＤの検出およびＣＲＣによる誤り検出を行うことができるため、ＰＨＹレイヤの処理のみ行う場合と比較して処理が複雑化する。このため、送信機１０から送信される電波は、無線ＬＡＮ方式に従う無線信号と比較してＺｉｇＢｅｅ方式に従う無線信号である方が好ましい。

演算部４２において、空間特徴量算出部５５は、受信部５２のＡ／Ｄコンバータ６４から誤りが検出されなかったデジタル信号を受けて、当該デジタル信号に対応する無線信号のレベルおよび到着タイミングを算出する。そして、空間特徴量算出部５５は、算出結果に基づいて、人間の動作を検知すべき所定エリアについて、当該所定エリアの状態を示す空間特徴量を算出する。

具体的には、空間特徴量算出部５５は、たとえば特許文献１に記載の構成と同様に、到来角分布を用いて空間特徴量を抽出する。より詳細には、空間特徴量算出部５５は、固有ベクトルの内積を算出することにより、空間特徴量Ｐ（ｔ）を抽出する。この内積は、比較基準となる初期ベクトルからの変化量を示す。初期ベクトルすなわち侵入者無しのときの固有ベクトルをｖｎｏとし、観測時ｔにおける固有ベクトルをｖｏｂ（ｔ）とすると、空間特徴量Ｐ（ｔ）は以下の式で表される。
Ｐ（ｔ）＝ｖｎｏ・ｖｏｂ（ｔ）

検知部５６は、空間特徴量算出部５５によって算出された空間特徴量Ｐ（ｔ）に基づいて、所定エリアにおける人間の動作を監視する。具体的には、検知部５６は、空間特徴量Ｐ（ｔ）に基づいて、所定エリアにおける人間の動作の発生を検知する。

より詳細には、空間特徴量Ｐ（ｔ）が「１」に近いほど、観測時ｔにおける所定エリアの状態は、所定エリアに侵入者が存在していない通常時の状態に近い。このため、検知部５６は、空間特徴量Ｐ（ｔ）が、所定の閾値Ｔｈたとえば「０．９」未満である場合、所定エリアに人間が侵入したと判断する。

また、検知部５６は、人間が侵入したと判断した場合、誤り検出部６５から受けたＩＤに基づいて空間特徴量Ｐ（ｔ）の算出に用いられた電波の送信元である送信機１０を特定する。そして、検知部５６は、所定エリアのうち、特定した送信機１０が配置されているエリアに人間が侵入したことを示す信号を警報部５７へ出力する。

警報部５７は、検知部５６により特定されたエリアに人間が侵入したことを知らせるため、たとえば警備会社に警報信号を送信する。

［動作］
次に、本発明の第１の実施の形態に係る監視システム１００による侵入検知動作について説明する。

図４は、本発明の第１の実施の形態に係る監視システムによる侵入検知動作の手順を定めたフローチャートである。

監視システム１００における各装置は、コンピュータを備え、当該コンピュータにおけるＣＰＵ等の演算処理部は、以下のフローチャートの各ステップの一部または全部を含むプログラムを図示しないメモリから読み出して実行する。これら複数の装置のプログラムは、それぞれ、外部からインストールすることができる。これら複数の装置のプログラムは、それぞれ、記録媒体に格納された状態で流通する。

図４を参照して、まず、送信機１０は、所定エリア内において、ＣＳＭＡ／ＣＡ方式を用いて、キャリアセンスを行い、他の装置が電波を送信しているか否かを判断する（ステップＳ１１）。

そして、送信機１０は、他の装置から電波が送信されていると判断した場合には（ステップＳ１１において「Ｙｅｓ」）、電波の送信を延期し、所定時間経過後、再度キャリアセンスを行う（ステップＳ１１）。

一方、送信機１０は、他の装置が電波を送信していないと判断した場合には（ステップＳ１１において「Ｎｏ」）、電波の送信を行う（ステップＳ１２）。そして、受信機１１は、送信機１０から送信された電波を受信する（ステップＳ１３）。

次に、受信機１１は、受信した電波をデジタル信号に変換し、変換後のデジタル信号を解析することによりＳＦＤを検出する（ステップＳ１４）。そして、受信機１１は、検出したＳＦＤの後に続くＩＤ、ペイロードおよび誤り検出用データを読み出す（ステップＳ１５）。

次に、受信機１１は、読み出した誤り検出用データを用いて誤り検出を行う。そして、受信機１１は、デジタル信号から誤りを検出した場合（ステップＳ１６において「Ｙｅｓ」）、当該デジタル信号を破棄する（ステップＳ１７）。

一方、受信機１１は、デジタル信号から誤りを検出しなかった場合（ステップＳ１６において「Ｎｏ」）、当該デジタル信号に基づいて固有ベクトルを算出し、算出した固有ベクトルに基づいて空間特徴量を算出する（ステップＳ１８）。

次に、受信機１１は、算出した空間特徴量に基づいて、侵入者が存在するか否かの判断を行う。たとえば、受信機１１は、算出した空間特徴量Ｐ（ｔ）が閾値Ｔｈ未満である場合、所定エリアに侵入者が存在すると判断する（ステップＳ１９）。

そして、受信機１１は、所定エリアに侵入者が存在すると判断した場合（ステップＳ１９において「Ｙｅｓ」）、ステップＳ１５において読み出したＩＤに基づいて、所定エリアのうち侵入者が存在するエリアを特定する（ステップＳ２０）。

そして、受信機１１は、特定したエリアに侵入者が存在することを知らせる信号を警備会社等へ送信する（ステップＳ２１）。

一方、受信機１１は、所定エリアに侵入者が存在しないと判断した場合（ステップＳ１９において「Ｎｏ」）、侵入検知動作を終了する。なお、監視システム１００が侵入検知をすべき期間においては、監視システム１００の送信機１０および受信機１１は、上述したステップＳ１１からステップＳ２１までの動作を再度繰り返す。

なお、本発明の第１の実施の形態に係る監視システム１００では、受信機１１の検知部５６は、所定エリアにおける人間の動作の発生として、所定エリアへの人間の侵入を検知する構成であるとしたが、これに限定するものではない。たとえば、検知部５６は、所定エリアにおける人間の動作の発生として、所定エリアに存在する人間の行動開始を検知する構成であってもよい。この場合も、検知部５６は、空間特徴量Ｐ（ｔ）の変動により、所定エリアに存在する人間の行動開始を検知することができる。

［具体例］
図５は、本発明の第１の実施の形態に係る監視システムにおける複数の送信機による電波の送信期間および受信機による演算処理期間の関係を示す図である。

図５を参照して、送信機１０は、たとえば時刻ｔ１１においてキャリアセンスを行う。このとき、他の装置が電波を送信していないとすると、所定の長さの送信期間たとえば４ｍｓの期間、電波を送信する。そして、受信機１１のアレイ受信部４１は、送信機１０から送信された電波を受信し、受信した電波に対してデジタル信号への変換等を行う。

そして、受信機１１のアレイ受信部４１は、変換後のデジタル信号に基づいて誤り検出を行い、誤りが検出されなかった場合（図５に示す「ＣＲＣ−ＯＫ」）、変換後の信号を受信機１１の演算部４２へ出力する。そして、受信機１１の演算部４２は、送信機１０から送信された電波が変換されたデジタル信号を用いて空間特徴量の算出等の演算処理を行い、算出した空間特徴量に基づいて、侵入者が存在するか否かの判断を行う。

また、送信機１０は、時刻ｔ１１から例えば１００ｍｓ経過した時刻ｔ１２においてキャリアセンスを行う。このとき、送信機１０は、他の装置が電波を送信していないとすると、電波の送信を行い、受信機１１のアレイ受信部４１は、送信機１０から送信された電波を受信する。

また、このとき、送信機１０の電波の送信期間内に、キャリアセンスを行わない他の装置などが電波を送信したとする。この場合、受信機１１のアレイ受信部４１は、送信機１０から送信された電波だけでなく当該他の装置から送信された電波も受信する。この場合、アレイ受信部４１は、受信した電波を変換したデジタル信号の誤り検出において誤りを検出する可能性が高く、誤りを検出した場合（図５に示す「ＣＲＣ−ＮＧ」）、当該デジタル信号を演算部４２へ出力することなく破棄する。

また、送信機１０は、時刻ｔ１２から例えば１００ｍｓ経過した時刻である時刻ｔ１３においてキャリアセンスを行う。このとき、他の装置が電波を送信中であるとすると、送信機１０は、電波の送信を行うことなく待機する。

そして、送信機１０は、たとえば、他の装置による電波の送信期間が終了した後の時刻ｔ１４において再びキャリアセンスを行う。そして、この時刻ｔ１４において、他の装置が電波を送信していないとすると、送信機１０は電波の送信を行い、受信機１１のアレイ受信部４１は、送信機１０から送信された電波を受信する。

そして、受信機１１のアレイ受信部４１は、受信した電波を変換したデジタル信号の誤り検出を行い、誤りを検出しなかった場合（図５に示す「ＣＲＣ−ＯＫ」）、変換後のデジタル信号を受信機１１の演算部４２へ出力する。そして、受信機１１の演算部４２は、アレイ受信部４１から受けたデジタル信号を用いて空間特徴量の算出等の演算処理を行い、算出した空間特徴量に基づいて、侵入者が存在するか否かの判断を再び行う。

［課題の説明］
ところで、受信機１１が人間の動作の監視処理を開始してから完了するまで、具体的には、受信機１１の演算部４２が、アレイ受信部４１からデジタル信号を受信し、空間特徴量の算出などの演算処理を行って完了するまでには、ある程度の時間を要する。このため、監視システム１００が複数の送信機１０を備える場合において、たとえば互いに大きな時間間隔をあけることなく複数の送信機１０が電波を送信した場合、受信機１１による演算処理が間に合わず、先に送信された電波に対してのみ演算処理が行われ、後に送信された電波に対しては演算処理が行われない状態となる。

具体的には、図６を用いて説明する。図６は、課題を説明するための、複数の送信機による電波の送信期間と、受信機による演算処理期間との関係を示す図である。

図６を参照して、たとえば、送信機１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃは、いずれも、電波の送信周期が１００ｍｓに設定され、電波の送信期間の長さが４ｍｓに設定されているとする。また、受信機１１の演算部４２によるデジタル信号の演算処理に要する期間の長さが１５ｍｓであるとする。

このような場合、送信機１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃが互いに異なる送信期間に電波を送信していても、送信機１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃにそれぞれ設けられた時計の精度の影響などによって送信機１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの電波の送信タイミングが徐々に近づいてくることがある。

すなわち、たとえば、送信機１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの電波の送信周期がいずれも１００ｍｓとして設定されているとしても、これら送信機１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃは非同期に電波を送信するため、送信機１０Ａから送信される電波の送信周期は１００ｍｓである一方で、送信機１０Ｂから送信される電波の送信周期が（１００−α）ｍｓとなり、送信機１０Ｃから送信される電波の送信周期が（１００−β）ｍｓとなることがある。なお、ここでは、αおよびβはいずれも正の値であり、βはαより大きい値であることとする。このような場合、送信機１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの電波の送信が繰り返されると、各電波の送信タイミングが徐々に近づいていく。

具体的には、送信機１０Ａの電波の送信周期が１００ｍｓであり、送信機１０Ｂの電波の送信周期が９８ｍｓであり、送信機１０Ｃの電波の送信周期が９６ｍｓであるとする。また、各送信機１０の電源を入れた直後の各送信機１０の電波の送信タイミングの間隔は、３０ｍｓであるとする。すなわち、時刻ｔ＝０において送信機１０Ａが電波を送信し、時刻ｔ＝３０において送信機１０Ｂが電波を送信し、時刻ｔ＝６０において送信機１０Ｃが電波を送信すると仮定する。

このような場合、各送信機１０の電波の送信タイミングの間隔は、３０ｍｓから徐々に小さい値となる。

詳細には、送信機１０Ａが次に電波を送信するタイミングは時刻ｔ＝１００となり、送信機１０Ｂが次に電波を送信するタイミングは時刻ｔ＝１２８となり、送信機１０Ｃが次に電波を送信するタイミングは時刻ｔ＝１５６となるため、各送信機１０の電波の送信タイミングの間隔は２８ｍｓとなる。さらに、送信機１０Ａが次に電波を送信するタイミングは時刻ｔ＝２００となり、送信機１０Ｂが次に電波を送信するタイミングは時刻ｔ＝２２６となり、送信機１０Ｃが次に電波を送信するタイミングは時刻ｔ＝２５２となるため、各送信機１０の電波の送信タイミングの間隔は２６ｍｓとなる。

すなわち、送信機１０Ｂの電波の送信タイミングと、その後の送信機１０Ａの電波の送信タイミングとは、１周期ごとに、送信機１０Ａの電波の送信周期と送信機１０Ｂの電波の送信周期との差の絶対値である２ｍｓずつ近づく。また、送信機１０Ｃの電波の送信タイミングと、その後の送信機１０Ｂの電波の送信タイミングとは、１周期ごとに、送信機１０Ｂの電波の送信周期と送信機１０Ｃの電波の送信周期との差の絶対値である２ｍｓずつ近づく。

そして、時刻ｔ＝１４００以降において、送信機１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの電波の送信期間が重なり、送信機１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃは互いにキャリアセンスを行うことによって、送信機１０Ｂは、送信機１０Ａによる電波の送信期間が終了するまで電波の送信を延期し、送信機１０Ａの電波の送信期間が終了した直後に電波を送信する。また、送信機１０Ｃは、送信機１０Ｂによる電波の送信期間が終了するまで電波の送信を延期し、送信機１０Ｂの電波の送信期間が終了した直後に電波を送信する。

そして、この例では、各送信機１０の電波の送信周期の差の絶対値が、各送信機１０の電波の送信期間の長さよりも小さいことから、電波を送信する順番は送信機１０Ａ、送信機１０Ｂ、送信機１０Ｃのまま維持される。すなわち、各送信機１０の電波を送信する順番が入れ替わらないことにより、送信機１０Ａの電波の送信期間が終了した直後に送信機１０Ｂが電波を送信し、送信機１０Ｂの電波の送信期間が終了した直後に送信機１０Ｃが電波を送信するという状態が長く繰り返されることになる。

そして、このような状態では、送信機１０Ａから送信された電波に対して演算部４２による演算処理が行われている間に、送信機１０Ｂから送信された電波、および、送信機１０Ｃから送信された電波がアレイ受信部４１によって受信される。このため、演算部４２は、演算処理が間に合わず、送信機１０Ｂおよび送信機１０Ｃからそれぞれ送信された電波に対して演算処理を行うことができない。

そして、このように、送信機１０Ｂおよび送信機１０Ｃから送信される電波を用いた演算処理が行われない状態が継続すると、これら送信機１０Ｂおよび送信機１０Ｃがそれぞれ配置されているエリアについては人間の動作の監視を行うことができない状態が長く続いてしまうという問題がある。

そこで、本発明の第１の実施の形態に係る監視システム１００における各送信機１０は、以下のように電波を送信する。

［電波の送信周期の設定］
図７は、本発明の第１の実施の形態に係る監視システムにおける複数の送信機による電波の送信期間と、受信機による演算処理期間との関係を示す図である。

送信機１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃは、それぞれ、電波の送信周期の長さが互いに異なるように設定されている。また、送信機１０Ａの送信周期および送信機１０Ｂの送信周期は、これら送信周期の差の絶対値が、送信機１０Ａの送信期間および送信機１０Ｂの送信期間のうち長い方の送信期間の長さより大きくなるように設定されている。

また、送信機１０Ｂの送信周期および送信機１０Ｃの送信周期は、これら送信周期の差の絶対値が、送信機１０Ｂの送信期間および送信機１０Ｃの送信期間のうち長い方の送信期間の長さより大きくなるように設定されている。また、送信機１０Ｃの送信周期および送信機１０Ａの送信周期は、これら送信周期の差の絶対値が、送信機１０Ｃの送信期間および送信機１０Ａの送信期間のうち長い方の送信期間の長さより大きくなるように設定されている。

たとえば、送信機１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの送信期間の長さがいずれも４ｍｓである場合、送信機１０Ａの送信周期と送信機１０Ｂの送信周期との差の絶対値、送信機１０Ｂの送信周期と送信機１０Ｃの送信周期との差の絶対値、および、送信機１０Ｃの送信周期と送信機１０Ａの送信周期との差の絶対値が、いずれも４ｍｓより大きくなるように送信機１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの送信周期が設定されている。

なお、送信機１０Ａと送信機１０Ｂとを組Ａ−Ｂ、送信機１０Ｂと送信機１０Ｃとを組Ｂ−Ｃ、および、送信機１０Ｃと送信機１０Ａとを組Ｃ−Ａとすると、これら３つの組の全てについて、組に含まれる２つの送信機１０の送信周期の差の絶対値が、当該２つの送信機１０の送信期間のうち長い方の送信期間の長さより大きい、という関係を満たしている必要はない。

すなわち、組Ａ−Ｂ、組Ｂ−Ｃおよび組Ｃ−Ａのうち少なくともいずれか１つの組に含まれる２つの送信機１０の送信周期の差の絶対値が上記のような関係を満たしていれば、少なくともこれら２つの送信機１０については、電波の送信期間が重なるほど送信タイミングが近づいたとしても、これら２つの送信機１０が次に電波を送信する順番は入れ替わる。このため、これら２つの送信機１０については、電波の送信タイミングが近い状態が長く継続することを避けることができる。

また、所定エリアのうち人間の動作を監視する必要性が最も高いエリア、具体的には玄関などに、複数の送信機のうち最も電波の送信周期が短い送信機１０を配置することが好ましい。

また、所定エリアのうち人間の動作を監視する必要性が２番目に高いエリアには、２番目に送信周期が短い送信機１０を設置するなど、監視する必要性が高いエリアほど、電波の送信周期が短い送信機１０を配置することが好ましい。

たとえば、図７に示すように、送信機１０Ａの電波の送信周期は１０３ｍｓに設定され、送信機１０Ｂの電波の送信周期は１２７ｍｓに設定され、送信機１０Ｃの電波の送信周期は１５１ｍｓに設定されている。また、受信機１１の演算部４２は、デジタル信号の演算処理に１５ｍｓの期間を要するとする。

また、送信機１０Ａの電波の送信タイミングが時刻ｔ４１，ｔ４４，ｔ４６，ｔ４９であり、送信機１０Ｂの電波の送信タイミングが時刻ｔ４２，ｔ４５，ｔ４８であり、送信機１０Ｃの電波の送信タイミングが時刻ｔ４３，ｔ４７，ｔ５０であるとする。

このような場合、時刻ｔ４１〜時刻ｔ４６までの間、送信機１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃは、互いに１５ｍｓ以上の間隔をあけて電波を送信する状態を繰り返す。そして、この状態が継続している間は、送信機１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃからそれぞれ送信される電波は、いずれもアレイ受信部４１によってデジタル信号に変化された後、演算部４２により演算処理に用いられる。このため、送信機１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃがそれぞれ配置されているエリアの全てについて、人間の動作の監視が行われる。

一方、送信機１０Ａの電波の送信タイミングである時刻ｔ４６から、送信機１０Ｃの次の電波の送信タイミングである時刻ｔ４７までの期間が１５ｍｓ以内であるなど、複数の送信機による電波の送信タイミングが接近することにより、受信機１１の演算部４２が、後に送信された電波に対して演算処理を行うことができない状態となることがある。

しかしながら、このような場合であっても、送信機１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの電波の送信周期は互いに異なる値に設定されているため、たとえば、送信機１０Ａの次の電波の送信タイミングである時刻ｔ４９と、送信機１０Ｃの次の電波の送信タイミングである時刻ｔ５０とは互いに１５ｍｓ以上離れることから、受信機１１は、再び各送信機１０が設置されている全てのエリアについて人間の動作の監視を行うことができる。

なお、各送信機１０の送信期間は、互いに異なる長さであってもよい。この場合、たとえば、各送信機１０の送信周期は、送信機１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃのうち２つの送信機１０の送信周期の差の絶対値が、これら２つの送信機１０の送信期間のうち長い方の送信期間の長さより大きくなるように設定される。

すなわち、送信機１０Ａの送信期間の長さが４ｍｓであり、送信機１０Ｂの送信期間の長さが３ｍｓであり、送信機１０Ｃの送信期間の長さが２ｍｓである場合、送信機１０Ａの送信周期と送信機１０Ｂの送信周期との差の絶対値が４ｍｓより大きく、送信機１０Ｂの送信周期と送信機１０Ｃの送信周期との差の絶対値が３ｍｓより大きく、送信機１０Ｃの送信周期と送信機１０Ａの送信周期との差の絶対値が４ｍｓより大きくなるように、送信機１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの送信周期が設定される。

ところで、特許文献１に記載のイベント検出装置では、検知対象エリアにおいて侵入者を検知することは可能であるが、受信機によって受信された電波が検知対象エリアにおけるどのような経路を通って受信機に到来したのかを判断することができず、検知対象エリア内のどの場所に侵入者が存在するかを特定することが困難である。このため、たとえば、複数の送信機を互いに異なるエリアに配置し、各送信機が異なる送信期間に電波を送信するように構成することが考えられる。

しかしながら、複数の送信機を備える監視システムでは、各送信機が互いに異なる送信期間に電波を送信していても、各送信機に設けられた時計の精度の影響などによって各送信機の電波の送信タイミングが徐々に近づいてくることがある。

たとえば、各送信機はキャリアセンスを行い、各送信機の電波の送信期間が重なるほど当該送信タイミングが近づいた場合には、先に電波を送信した送信機による電波の送信期間が終了するまで他の送信機は電波の送信を延期し、当該送信期間が終了した直後に他の送信機が電波を送信する状態となる。

このような場合、受信機における固有ベクトルの算出などの演算処理が間に合わず、先に送信された電波に対してのみ演算処理が行われ、後に送信された電波に対しては演算処理を行うことができない状態となる。すなわち、後に電波を送信する送信機が配置されているエリアについては人間の動作の監視を行うことができない状態となってしまうという問題がある。そして、このような状態は、送信機の仕様によって継続する場合がある。

これに対して、本発明の第１の実施の形態に係る監視システム１００では、送信機１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃが、互いの一部または全部が異なる複数のエリアにそれぞれ配置され、互いに非同期に、周期的に電波を送信する。また、受信機１１が、各送信機１０から受信した電波に基づいて各エリアにおける人間の動作を監視する監視処理を行う。また、各送信機１０は、他の装置が電波を送信中であるか否かを判断し、他の装置が電波を送信中でないと判断した場合、電波を送信し、各送信機１０の電波の送信周期は、互いに異なる長さに設定される。

このように、各送信機１０の電波の送信周期が互いに異なる長さに設定される構成により、複数の送信機１０の電波の送信タイミングが近づいた場合であっても、このような状態が継続することを避けることができる。このため、各エリアについて人間の動作の監視を良好に行うことができる。

また、本発明の第１の実施の形態に係る監視システム１００では、複数の送信機１０のうち２つの送信機１０の送信周期の差の絶対値は、これら２つの送信機１０のそれぞれの電波の送信期間のうち長い方の送信期間の長さより大きい。

ここで、複数の送信機１０のうち２つの送信機１０の送信周期の差の絶対値と、これら２つの送信機１０のそれぞれの電波の送信期間のうち長い方の送信期間の長さとの関係の複数のケースについて、図面を用いて比較する。

図８は、２つの送信機の送信周期の差の絶対値が、これら２つの送信機のそれぞれの電波の送信期間のうち長い方の送信期間の長さより小さい場合における、各送信機の電波の送信期間を示す図である。

図８を参照して、第１送信機と第２送信機とが設けられ、第１送信機の電波の送信周期が１００ｍｓであり、第２送信機の電波の送信周期が９８ｍｓである、すなわち第１送信機の電波の送信周期が第２送信機の電波の送信周期よりも２ｍｓ長いと仮定する。そして、これら２つの送信機の電波の送信期間の長さがいずれも４ｍｓであり、たとえば、時刻ｔ＝０において第１送信機が先に電波を送信し、時刻ｔ＝８において第２送信機が電波を送信すると仮定する。

このような場合、第１送信機が次に電波を送信するタイミングは時刻ｔ＝１００となり、第２送信機が次に電波を送信するタイミングは時刻ｔ＝１０６となる。さらに、第１送信機が次に電波を送信するタイミングは時刻ｔ＝２００となり、第２送信機が次に電波を送信するタイミングは時刻ｔ＝２０４となる。

そして、時刻ｔ＝３００以降において、第１送信機と第２送信機との電波の送信期間が重なり、先に電波を送信した第１送信機による電波の送信期間が終了するまで第２送信機は電波の送信を延期し、第１送信機の電波の送信期間が終了した直後に第２送信機が電波を送信する状態が続く。このため、第１送信機の電波の送信タイミングと第２送信機の電波の送信タイミングとが近い状態が長く継続する。

また、図９は、２つの送信機の送信周期の差の絶対値が、これら２つの送信機のそれぞれの電波の送信期間のうち長い方の送信期間の長さと同じ大きさである場合における、各送信機の電波の送信期間を示す図である。

図９を参照して、第１送信機の電波の送信周期が１００ｍｓであり、第２送信機の電波の送信周期が９６ｍｓである、すなわち第１送信機の電波の送信周期が第２送信機の電波の送信周期よりも４ｍｓ長いと仮定する。そして、これら２つの送信機の電波の送信期間の長さがいずれも４ｍｓであり、たとえば、時刻ｔ＝０において第１送信機が先に電波を送信し、時刻ｔ＝８において第２送信機が電波を送信すると仮定する。

このような場合、第１送信機が次に電波を送信するタイミングは時刻ｔ＝１００となり、第２送信機が次に電波を送信するタイミングは時刻ｔ＝１０４となる。そして、時刻ｔ＝２００以降において、第１送信機と第２送信機との電波の送信タイミングが同時となり、たとえば、先に電波を送信した第１送信機による電波の送信期間が終了するまで第２送信機は電波の送信を延期し、第１送信機の電波の送信期間が終了した直後に第２送信機が電波を送信する動作となる。このような動作の場合、第１送信機の電波の送信タイミングと第２送信機の電波の送信タイミングとが近い状態が長く継続する。

上記のような図８および図９に示す例に対して、以下に説明する図１０に示す例の場合、すなわち、２つの送信機の送信周期の差の絶対値が、これら２つの送信機のそれぞれの電波の送信期間のうち長い方の送信期間の長さより大きい場合、第１送信機の電波の送信タイミングと第２送信機の電波の送信タイミングとが近い状態が長く継続することを避けることができる。

図１０は、２つの送信機の送信周期の差の絶対値が、これら２つの送信機のそれぞれの電波の送信期間のうち長い方の送信期間の長さより大きい場合における、各送信機の電波の送信期間を示す図である。

図１０を参照して、第１送信機の電波の送信周期が１００ｍｓであり、第２送信機の電波の送信周期が９５ｍｓである、すなわち第１送信機の電波の送信周期が第２送信機の電波の送信周期よりも５ｍｓ長いと仮定する。そして、これら２つの送信機の電波の送信期間の長さがいずれも４ｍｓであり、たとえば、時刻ｔ＝０において第１送信機が先に電波を送信し、時刻ｔ＝８において第２送信機が電波を送信すると仮定する。

このような場合、第１送信機が次に電波を送信するタイミングは時刻ｔ＝１００となり、第２送信機が次に電波を送信するタイミングは、第１送信機の電波の送信期間が終了した直後の時刻ｔ＝１０４となる。そして、第１送信機が次に電波を送信するタイミングは、第２送信機が次に電波を送信するタイミングよりも後になる。すなわち、時刻ｔ＝１９９において、第２送信機が電波を送信し、第２送信機の電波の送信期間が終了した直後の時刻ｔ＝２０３において第１送信機が電波を送信する。

さらに、第２送信機が次に電波を送信するタイミングは時刻ｔ＝２９４となり、第１送信機が次に電波を送信するタイミングは時刻ｔ＝３０３となる。さらに、第２送信機が次に電波を送信するタイミングは時刻ｔ＝３８９となり、第１送信機が次に電波を送信するタイミングは時刻ｔ＝４０３となる。さらに、第２送信機が次に電波を送信するタイミングは時刻ｔ＝４８４となり、第１送信機が次に電波を送信するタイミングは時刻ｔ＝５０３となる。

すなわち、第１送信機と第２送信機との間で電波の送信順序が入れ替わった後は、これら第１送信機および第２送信機の電波の送信タイミングは徐々に離れていく。

このように、複数の送信機１０のうち２つの送信機１０の送信周期の差の絶対値がこれら２つの送信機１０のそれぞれの電波の送信期間のうち長い方の送信期間の長さより大きい構成により、各送信機１０の電波の送信タイミングが近い状態が継続することを避け、各エリアについての人間の動作の監視を一層良好に行うことができる。

また、本発明の第１の実施の形態に係る監視システム１００では、各送信機１０の送信周期の値は、互いに異なる素数に設定される。

このような構成により、複数の送信機１０の電波の送信期間が重なることを避けることができる。そして、これにより、ある送信機１０が他の送信機１０の電波の送信期間が終了するまで待機した後に電波を送信するという状態、すなわち複数の送信機１０の電波の送信タイミングが近い状態となる可能性を低くすることができる。

また、本発明の第１の実施の形態に係る監視システム１００では、受信機１１は、受信した電波に基づく監視処理を行っている間、新たに受信した電波に基づく監視処理を行わない。

このような構成により、受信データに基づくデータを保持するための多くのメモリ容量を確保する必要がなくなるため、コストの削減を図ることができる。

また、本発明の第１の実施の形態に係る監視システム１００では、各エリアのうち、人間の動作を監視する必要性の高いエリアに配置される送信機１０に、他の送信機１０と比べて短い送信周期が設定される。

このような構成により、所望のエリアの監視処理の頻度を上げて、当該エリアについての監視の精度を高めることができる。

（変形例）
上述した本発明の第１の実施の形態に係る監視システム１００では、受信機１１の検知部５６が、空間特徴量算出部５５によって算出された空間特徴量に基づいて、所定エリアにおける人間の動作を監視する監視処理として、所定エリアにおける人間の動作の発生、たとえば所定エリアへの人間の侵入または所定エリアに存在する人間の行動開始、を検知する。

しかしながら、このような形態に限定されず、検知部５６は、所定エリアにおける人間の動作を監視する監視処理として、所定エリアにおける人間、具体的には見守り対象者の無動作または少動作を検知する見守り処理を行うことができる。

すなわち、検知部５６は、空間特徴量算出部５５によって算出された空間特徴量に基づいて、所定エリアにおいて、心臓発作などの異常が発生したことにより所定時間以上動いていない人間がいるか否かなど、所定エリアにおける人間の動作が無いかまたは少ないことを検知することができる。

ここで、受信機１１の空間特徴量算出部５５による空間特徴量の算出において比較基準として用いられる初期ベクトルｖｎｏは、たとえば所定エリアに人間が存在していないときの固有ベクトルである。したがって、空間特徴量算出部５５により算出される空間特徴量Ｐ（ｔ）が「１」より小さい値であるほど、観測時ｔにおける所定エリアの状態は、１または複数の人間が動いている通常時の状態に近い。

したがって、検知部５６は、空間特徴量Ｐ（ｔ）が、たとえば閾値Ｔｈ１以上である状態が、所定時間以上継続する場合、所定エリアにおいて人間の動作が無いかまたは少ないと判断することができる。

具体的には、閾値Ｔｈが「０．９」であると仮定すると、検知部５６は、空間特徴量Ｐ（ｔ）が「０．９」未満である場合、所定エリアにおいて人間の動作の有る通常状態であると判断することができる。一方、検知部５６は、空間特徴量Ｐ（ｔ）が「０．９」以上である状態が所定時間以上継続する場合、所定エリアにおいて人間の動作が無いかまたは少ない異常状態であると判断することができる。

なお、このように、監視システム１００の検知部５６が所定エリアにおける見守り対象者の無動作または少動作を検知する見守り処理を行う場合、当該見守り対象者の無動作または少動作を検知する必要性が最も高いエリア、具体的にはお風呂場またはトイレなどに、監視システム１００の複数の送信機１０のうち最も電波の送信周期が短い送信機１０を配置することが好ましい。

次に、本発明の他の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。

（第２の実施の形態）
上述した本発明の第１の実施の形態に係る監視システム１００では、送信機１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの電波の送信周期が互いに異なる長さに固定的に設定される。これに対して、本発明の第２の実施の形態に係る監視システム１００では、送信機１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの電波の送信周期が動的に変更される。

［課題の説明］
図１１は、課題を説明するための、監視システムの使用イメージを示す図である。

図１１を参照して、監視システム１００の送信機１０および受信機１１が配置されている所定エリアに、送信機１０以外に、電波を送信する他の装置が配置されていることがある。そして、送信機１０と当該他の装置との間に障害物がある場合、または、送信機１０と当該他の装置との距離が離れている場合などには、一方の装置が送信した電波を他方の装置で受信することができない。以下、このような他の装置を「隠れホスト１３」と称する。図１１に示す例では、所定エリアに隠れホスト１３Ａおよび隠れホスト１３Ｂが配置されている。

すなわち、送信機１０は、隠れホスト１３Ａまたは隠れホスト１３Ｂが電波を送信している際にキャリアセンスを行った場合であっても、電波を送信している装置は存在しないと判断して電波を送信する。このような場合、送信機１０から送信された電波と、隠れホスト１３Ａ，１３Ｂから送信された電波とが互いに干渉するため、人間の動作の監視精度が劣化するという問題がある。

そこで、本発明の第２の実施の形態に係る監視システム１００における送信機１０は、以下のように電波を送信する。

［構成および基本動作］
本発明の第２の実施の形態に係る監視システム１００における送信機１０および受信機１１は、送信機１０から送信される電波の送信周期を除いては、図２に示す本発明の第１の実施の形態に係る監視システム１００の送信機１０および受信機１１と同様である。ここでは、本発明の第１の実施の形態に係る監視システム１００と異なる点について主に説明する。

各送信機１０の電波の送信周期は、１０分毎など、定期的に変わるように設定されている。たとえば、ある期間では、送信機１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの電波の送信周期は、それぞれ、１０３ｍｓ，１２７ｍｓ，１５１ｍｓであり、別の期間では、各送信機１０の電波の送信周期が互いに入れ替わり、送信機１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの電波の送信周期は、それぞれ、１２７ｍｓ，１５１ｍｓ，１０３ｍｓとなる。また、さらに別の期間では、各送信機１０の電波の送信周期が互いに入れ替わり、送信機１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの電波の送信周期は、それぞれ、１５１ｍｓ，１０３ｍｓ，１２７ｍｓとなる。

すなわち、監視システム１００では、各送信機１０の送信周期は、一定の間隔で変わるように、かつ循環するように設定され、各送信機１０のうち送信周期の最も長い送信機１０が定期的に変わる。

なお、各送信機１０は、受信機１１から定期的に電波の送信周期の変更指示を受信して電波の送信周期を変更する構成であってもよいし、送信機１０が受信機１１からの変更指示等を受けることなく主体的に、電波の送信周期を変更する構成であってもよい。

［動作］
図１２は、本発明の第２の実施の形態に係る監視システムにおける複数の送信機による電波の送信期間と、受信機による演算処理期間との関係を示す図である。

なお、送信機１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ、および、隠れホスト１３Ａ，１３Ｂの電波の送信期間の長さは、いずれも４ｍｓであるとする。また、隠れホスト１３Ａ，１３Ｂの電波の送信周期は、１００ｍｓであるとする。

図１２を参照して、第１の期間Ｔ１では、送信機１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの電波の送信周期が、それぞれ、１０３ｍｓ，１２７ｍｓ，１５１ｍｓであり、送信機１０Ａの電波の送信期間と、隠れホスト１３Ａ，１３Ｂの電波の送信期間とが重なる場合、受信機１１のアレイ受信部４１は、干渉の影響を受けた送信機１０Ａからの電波を受信する。

そして、アレイ受信部４１は、受信した電波に対してデジタル信号への変換等を行い、変換後のデジタル信号を用いて誤り検出を行う。そして、アレイ受信部４１は、この誤り検出において誤りを検出する可能性が高く、誤りを検出した場合（図１２に示す「ＣＲＣ−ＮＧ」）、当該デジタル信号を演算部４２へ出力することなく破棄する。

一方、送信機１０Ｂ，１０Ｃの電波の送信期間と、隠れホスト１３Ａ，１３Ｂの電波の送信期間とは重ならないとすると、受信機１１は、隠れホスト１３の電波による干渉の影響を受けていない送信機１０Ｂ，１０Ｃからの電波を受信する。

そして、受信機１１のアレイ受信部４１は、変換後のデジタル信号に基づいて誤り検出を行う。この場合、アレイ受信部４１は、誤りを検出する可能性が低く、誤りを検出しない場合（図１２に示す「ＣＲＣ−ＯＫ」）、変換後の信号を受信機１１の演算部４２へ出力する。そして、受信機１１の演算部４２は、送信機１０から送信された電波が変換されたデジタル信号を用いて空間特徴量の算出等の演算処理を行い、算出した空間特徴量に基づいて、侵入者が存在するか否かの判断を行う。

すなわち、上記のような例では、第１の期間Ｔ１において受信機１１は、送信機１０Ａから送信される電波を用いた侵入検知を行うことができない一方で、送信機１０Ｂから送信される電波および送信機１０Ｃからそれぞれ送信される電波を用いた侵入検知を行うことができる。

また、第２の期間Ｔ２では、送信機１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの電波の送信周期は、それぞれ、１２７ｍｓ，１５１ｍｓ，１０３ｍｓであって、送信機１０Ｃの電波の送信期間と、隠れホスト１３Ａ，１３Ｂの電波の送信期間とが重なり、送信機１０Ａ，１０Ｂの電波の送信期間と、隠れホスト１３Ａ，１３Ｂの電波の送信期間とは重ならないとする。

このような場合、第２の期間Ｔ２では、受信機１１は、送信機１０Ｃから送信される電波を用いた侵入検知を行うことができない一方で、送信機１０Ａから送信される電波および送信機１０Ｂからそれぞれ送信される電波を用いた侵入検知を行うことができる。

また、第３の期間Ｔ３では、送信機１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの電波の送信周期は、それぞれ、１５１ｍｓ，１０３ｍｓ，１２７ｍｓであって、送信機１０Ｂの電波の送信期間と、隠れホスト１３Ａ，１３Ｂの電波の送信期間とが重なり、送信機１０Ａ，１０Ｃの電波の送信期間と、隠れホスト１３Ａ，１３Ｂの電波の送信期間とは重ならないとする。

このような場合、第３の期間Ｔ３では、受信機１１は、送信機１０Ｂから送信される電波を用いた侵入検知を行うことができない一方で、送信機１０Ａから送信される電波および送信機１０Ｃからそれぞれ送信される電波を用いた侵入検知を行うことができる。

そして、第４の期間Ｔ４では、送信機１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの電波の送信周期は、それぞれ、１０３ｍｓ，１２７ｍｓ，１５１ｍｓに戻り、第１の期間Ｔ１と同様に、送信機１０Ａの電波の送信期間と、隠れホスト１３Ａ，１３Ｂの電波の送信期間とが重なり、送信機１０Ｂ，１０Ｃの電波の送信期間と、隠れホスト１３Ａ，１３Ｂの電波の送信期間とは重ならないとする。

このような場合、第４の期間Ｔ４では、受信機１１は、送信機１０Ａから送信される電波を用いた侵入検知を行うことができない一方で、送信機１０Ｂから送信される電波および送信機１０Ｃからそれぞれ送信される電波を用いた侵入検知を行うことができる。

すなわち、上記のように３つの送信機１０のうちいずれかの送信機の電波の送信期間が隠れホスト１３の電波の送信期間と重なる場合であっても、各送信機１０の電波の送信周期が定期的に変更されるため、同一のエリアについて侵入検知が行われない状態が継続することを避けることができる。

なお、図１２に示す例では、３つの送信機１０の電波の送信周期が、それぞれ、１０３ｍｓ，１２７ｍｓ，１５１ｍｓのいずれかの値となるように一定の間隔で変更され、かつ循環する。しかしながら、このように送信周期の値が順番に入れ替わる場合に限らず、各送信機１０の送信周期が異なる値に変更されることによって送信周期の最も長い送信機１０が定期的に変わる構成であってもよい。また、各送信機１０は、電波の送信周期が定期的に異なる長さに変更されるように設定される構成であれば、必ずしも、送信周期の最も長い送信機１０が定期的に変わる構成である必要はない。

また、送信機１０は、３つに限らず、１つ、２つ、または４つ以上であってもよく、送信機１０が１つである場合には、当該送信機１０の電波の送信周期は定期的に異なる長さに変わるように設定される。

その他の構成および動作は上述した本発明の第１の実施の形態に係る監視システム１００と同様であるため、ここでは詳細な説明を繰り返さない。

上記のように、本発明の第２の実施の形態に係る監視システム１００では、各送信機１０の送信周期は、定期的または不定期に変わるように設定される。

ここで、送信機１０以外に電波を送信する他の装置が所定エリアに配置された状況において、送信機１０と当該他の装置との間に障害物があるなどの場合、互いに電波の送信期間を把握することができないことがある。このような場合、送信機１０の電波の送信期間と当該他の装置の電波の送信期間とが固定的に重なることがある。

しかしながら、上記のように、送信機１０の送信周期が定期的に変わる構成により、送信機１０の電波の送信期間と当該他の装置の電波の送信期間とが重なったとしても、このような状態が継続することを避けることができる。

また、本発明の第２の実施の形態に係る監視システム１００では、各送信機の送信周期は、各送信機１０のうち送信周期の最も長い送信機が定期的または不定期に変わるように設定される。

このような構成により、複数の送信機１０のうち、送信周期の最も長い送信機が１つの送信機に固定されることを避けることができるため、当該送信機が設置されている所定エリアの監視処理の頻度が、他の所定エリアの監視処理の頻度と比較して低い状態が続くことを避けることができる。

また、本発明の第２の実施の形態に係る監視システム１００では、複数の送信機１０の送信周期は、一定の間隔で循環する。

このような構成により、各所定エリアにおいて送信される電波の送信時間を均一化することができるため、各所定エリアの監視処理の頻度に偏りが生じることを防ぐことができる。

（変形例）
上述した本発明の第２の実施の形態に係る監視システム１００では、送信機１０の電波の送信周期が定期的に変更される。しかしながら、このような形態に限定されず、送信機１０の電波の送信周期が不定期に変更されるように設定されてもよい。

たとえば、受信機１１は、所定エリアにおける人間の動作の監視結果が所定条件を満たす場合、具体的には、送信機１０から送信された電波を用いた空間特徴量の算出結果が所定条件を満たす場合、対応する送信機１０に対して電波の送信周期の変更指示を送信することが可能である。

具体的には、上述のとおり、受信機１１は、受信した無線信号が、送信機１０から送信された無線信号と、隠れホスト１３から送信された無線信号とが互いに干渉した無線信号である場合など、誤り検出において誤りを検出した場合には、空間特徴量を算出することなく当該デジタル信号を破棄する。

このため、受信機１１は、たとえば、誤りが所定期間に亘って検出された場合、すなわち空間特徴量を所定期間に亘って算出できない場合、隠れホスト１３が存在すると判断して、送信機１０に対して電波の送信周期の変更指示を送信することができる。

また、受信機１１は、受信した無線信号の電力を示すＳＩＲ（Ｓｉｇｎａｌ ｔｏ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ Ｒａｔｉｏ）が所定値以上である場合、受信した無線信号が、送信機１０から送信された無線信号と、隠れホスト１３から送信された無線信号とが互いに干渉した無線信号であっても、誤りを検出せず、空間特徴量を算出することがある。しかしながら、受信機１１により算出される当該空間特徴量は、通常時すなわち送信機１０から送信される無線信号が干渉を受けていない場合と比較して大きく異なる値となる可能性が高い。

このため、受信機１１は、算出した空間特徴量が所定閾値以下である場合、または、算出した空間特徴量が安定しない場合などには、隠れホスト１３が存在すると判断して、送信機１０に対して電波の送信周期の変更指示を送信することができる。

上記のように、本発明の第２の実施の形態に係る監視システム１００の変形例では、送信機１０から送信された電波に基づく監視処理の結果が所定条件を満たす場合、送信機１０の送信周期が変更される。

このような構成により、送信機１０以外に電波を送信する他の装置が所定エリアに配置された状況において、送信機１０の電波と他の装置の電波とが互いに干渉することにより監視処理の結果が安定しないような場合などには、当該送信機１０の送信周期を変更することができるため、当該送信機１０の電波と他の装置の電波とが干渉する状態が継続することを避けることができる。

なお、上述した本発明の第１および第２の実施の形態に係る見守りシステム１００では、人間の動作の有無または多少という二値的な判定を行なう構成であるとしたが、これに限定するものではなく、たとえば、人間の無動作または少動作の可能性のレベルを示す指標を出力する構成であってもよい。

また、本発明の第１および第２の実施の形態に係る見守りシステム１００では、空間特徴量として固有ベクトルを用いる構成であるとしたが、これに限定するものではなく、非特許文献１に記載されているような遅延プロファイル等、他の空間特徴量を用いる構成であってもよい。また、見守りシステム１００は、送信機１０から受信した電波に基づいてエリアにおける人間の動作を監視することが可能な構成であればよく、必ずしも空間特徴量を用いる必要はない。

また、本発明の第１および第２の実施の形態に係る見守りシステム１００では、受信機１１は、アレイ式電波センサであるとしたが、他の種類の電波センサであってもよい。

上記実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記説明ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

以上の説明は、以下に付記する特徴を含む。

［付記１］
互いの一部または全部が異なる複数のエリアにそれぞれ配置され、互いに非同期に、周期的に電波を送信する複数の送信機と、
前記送信機から受信した電波を用いて前記エリアにおける空間特徴量を算出し、算出した前記空間特徴量に基づいて前記エリアにおける人間の動作を監視する受信機とを備え、
前記送信機は、他の装置が電波を送信中であるか否かを判断し、他の装置が電波を送信中でないと判断した場合、電波を送信し、
各前記送信機の電波の送信周期は、互いに異なる長さに設定され、
前記送信機は、ＺｉｇＢｅｅ方式に従って電波を送信し、
前記受信機は、前記送信機から受信した電波をデジタル信号に変換し、変換したデジタル信号を解析することにより、当該デジタル信号に含まれるＳＦＤ（Ｓｔａｒｔ ｏｆ Ｆｒａｍｅ Ｄｅｌｉｍｉｔｔｅｒ）を検出し、検出したＳＦＤの後に続く誤り検出用データを用いてＣＲＣ（Ｃｙｃｌｉｃ Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ Ｃｈｅｃｋ）による誤り検出を行い、誤りを検出しなかった場合に前記デジタル信号を用いて前記空間特徴量を算出する。

［付記２］
互いの一部または全部が異なる複数のエリアにそれぞれ配置され、互いに非同期に、周期的に電波を送信する複数の送信機と、
前記送信機から受信する受信機とを備える監視システムにおける監視方法であって、
前記送信機は、他の装置が電波を送信中であるか否かを判断し、他の装置が電波を送信中でないと判断した場合、電波を送信し、
各前記送信機の電波の送信周期を互いに異なる長さに設定するステップと、
前記送信機が、設定された送信周期で電波の送信を行うステップと、
前記受信機が、前記送信機から受信した電波に基づいて前記エリアにおける人間の動作を監視するステップとを含む、監視方法。

［付記３］
互いの一部または全部が異なる複数のエリアにそれぞれ配置され、互いに非同期に、周期的に電波を送信する複数の送信機と、
前記送信機から受信する受信機とを備える監視システムにおいて用いられる監視プログラムであって、
前記送信機は、他の装置が電波を送信中であるか否かを判断し、他の装置が電波を送信中でないと判断した場合、電波を送信し、
コンピュータに、
各前記送信機の電波の送信周期を互いに異なる長さに設定するステップと、
前記送信機が、設定された送信周期で電波の送信を行うステップと、
前記受信機が、前記送信機から受信した電波に基づいて前記エリアにおける人間の動作を監視するステップとを実行させるための、監視プログラム。

１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ 送信機
１１ 受信機
２１ ＺｉｇＢｅｅ通信部
２２ アンテナ
３１ インタフェース部
３２ ＲＡＭ
３３ ＲＯＭ
３４ ＢＢ／ＭＡＣ処理部
３５ トランシーバ
３６ コネクタ
４１ アレイ受信部
４２ 演算部
５１ アレイアンテナ部
５２ 受信部
５３ 分岐回路
５４ 発振器
５５ 空間特徴量算出部
５６ 検知部
５７ 警報部
６１ バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）
６２ ローノイズアンプ
６３ 直交復調器
６４ Ａ／Ｄコンバータ（ＡＤＣ）
６５ 誤り検出部
１００ 監視システム

Claims (9)

1. 互いの一部または全部が異なる複数のエリアにそれぞれ配置され、互いに非同期に、周期的に電波を送信する複数の送信機と、
   前記送信機から受信した電波に基づいて前記エリアにおける人間の動作を監視する監視処理を行う受信機とを備え、
   前記送信機は、他の装置が電波を送信中であるか否かを判断し、他の装置が電波を送信中でないと判断した場合、電波を送信し、
   各前記送信機の電波の送信周期は、互いに異なる長さに設定される、監視システム。
2. 複数の前記送信機のうち２つの前記送信機の前記送信周期の差の絶対値は、２つの前記送信機のそれぞれの電波の送信期間のうち長い方の送信期間の長さより大きい、請求項１に記載の監視システム。
3. 前記各送信機の前記送信周期の値は、互いに異なる素数に設定される、請求項１または請求項２に記載の監視システム。
4. 前記受信機は、受信した電波に基づく前記監視処理を行っている間、新たに受信した電波に基づく前記監視処理を行わない、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の監視システム。
5. 前記各送信機の前記送信周期は、定期的または不定期に変わるように設定される、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の監視システム。
6. 前記各送信機の前記送信周期は、前記各送信機のうち前記送信周期の最も長い送信機が定期的または不定期に変わるように設定される、請求項５に記載の監視システム。
7. 前記各送信機の前記送信周期は、一定の間隔で変わるように、かつ循環するように設定される、請求項６に記載の監視システム。
8. 前記送信機から送信された電波に基づく前記監視処理の結果が所定条件を満たす場合、前記送信機の前記送信周期が変更される、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の監視システム。
9. 各前記エリアのうち、人間の動作を監視する必要性の高い前記エリアに配置される前記送信機に、他の前記送信機と比べて短い前記送信周期が設定される、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の監視システム。

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