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信號處理裝置制造方法
【專利摘要】根據(jù)本發(fā)明的信號處理裝置包括：頻率分析部件，其被配置為將與被物體反射的電波相對應的傳感器信號轉(zhuǎn)換成頻域信號，并且提取作為頻帶不同的濾波器組的群中的各所述濾波器組的信號；標準化部件，其被配置為利用所述頻率分析部件所提取的信號的總和或者穿過預定的多個所述濾波器組的信號的強度的總和來對穿過各所述濾波器組的信號的強度進行標準化，并且輸出作為標準化強度；以及認識部件，其被配置為進行用于基于根據(jù)從所述標準化部件輸出的各所述濾波器組的標準化強度所確定的頻率分布和所述標準化強度的成分比中的至少一個來識別所述物體的認識處理。
【專利說明】信號處理裝置

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及用于對來自電波傳感器的傳感器信號進行信號處理的信號處理裝置。

【背景技術】
[0002] 傳統(tǒng)上，提出了具有圖56所示的結(jié)構(gòu)的照明系統(tǒng)（文獻1[日本特開 2011-47779])。該照明系統(tǒng)包括：物體檢測裝置101，其包括傳感器110,其中該傳感器110 被配置為識別檢測區(qū)域內(nèi)的檢測對象物體的存在與否并輸出傳感器信號；以及照明器具 102,其中利用物體檢測裝置101來控制該照明器具102的點亮狀態(tài)。
[0003] 傳感器110是毫米波傳感器，其中該毫米波傳感器被配置為將毫米波發(fā)送至 檢測區(qū)域并接收被檢測區(qū)域內(nèi)移動的檢測對象物體所反射的毫米波，并且輸出多普勒 (Dopp 1 er)頻率與所發(fā)送的暈米波的頻率和所接收到的暈米波的頻率之間的差相對應的傳 感器信號。
[0004] 物體檢測裝置101包括：放大電路111，用于將從傳感器110輸出的傳感器信號分 割成多個頻帶并且放大這些頻帶；以及判斷部112,用于將放大電路111的輸出與預定閾值 進行比較以判斷是否存在檢測對象物體。此外，物體檢測裝置101還包括照明控制部113， 其中該照明控制部113被配置為根據(jù)判斷部112的判斷結(jié)果來控制照明器具102的點亮狀 態(tài)。
[0005] 此外,物體檢測裝置101還包括頻率分析部114,其中該頻率分析部114被配置為 測量從傳感器110輸出的傳感器信號的各頻率的強度。此外，物體檢測裝置101還包括噪 聲去除部（噪聲判斷部115和切換電路116)，其中該噪聲去除部被配置為通過使用頻率分 析部114的分析結(jié)果來降低恒定地發(fā)生的特定頻率的噪聲的影響。在這方面，頻率分析部 114可以包括FFT(快速傅立葉變換）分析器。判斷部112、照明控制部113和噪聲去除部 包括在主要由微計算機構(gòu)成的控制塊117中。放大電路111構(gòu)成用于針對各預定的頻帶輸 出傳感器信號的信號處理部。注意，文獻1公開了信號處理部可以由FFT分析器和數(shù)字過 濾器等構(gòu)成。
[0006] 放大電路111包括使用運算放大器的多個放大器118,因而可以通過調(diào)節(jié)構(gòu)成各 放大器118的電路的各種類型的參數(shù)來設置各放大器118對信號進行放大所用的頻帶。簡 言之，放大器118各自用作使得具有特定頻帶的信號能夠穿過的帶通濾波器。結(jié)果，放大電 路111利用并聯(lián)連接的多個放大器118來將傳感器信號分割成多個頻帶的信號，并且利用 各放大器118放大各頻帶的信號并單獨輸出由此得到的信號。
[0007] 判斷部112包括分別與放大器118相對應的比較器119。各比較器119將相應的 放大器118的輸出A/D轉(zhuǎn)換成數(shù)字值并將由此得到的數(shù)字值與預定閾值進行比較。由此， 判斷部112判斷檢測對象物體的存在與否。比較器119的閾值是根據(jù)相應的通帶（即，相 應的放大器118)單獨設置的。在放大器118的輸出在閾值所確定的范圍外的情況下，比較 器119輸出H電平的信號。通過Vth = Vavg土Vppini來表示在初始狀態(tài)（發(fā)貨狀態(tài)）下 所設置的各通帶的閾值Vth。Vppini表示在不存在電磁波的反射的狀態(tài)（諸如電波暗室內(nèi) 等）下在恒定時間段內(nèi)所測量到的放大器118的輸出值V的峰-峰Vpp的最大值。Vavg表 示輸出值V的平均值。此外，判斷部112包括邏輯和電路120,其中該邏輯和電路120被配 置為計算比較結(jié)果的邏輯和。在這些信號包括至少一個H電平的信號的情況下，邏輯和電 路120輸出表示意味著存在檢測對象物體的"檢測狀態(tài)"的檢測信號。另一方面，在所有信 號都是L電平的信號的情況下，邏輯和電路120輸出表示意味著不存在檢測對象物體的"非 檢測狀態(tài)"的檢測信號。檢測信號在處于檢測狀態(tài)的情況下示出"1"，并且在處于非檢測狀 態(tài)的情況下示出"0"。
[0008] 噪聲去除部包括：噪聲判斷部115,用于基于來自頻率分析部114的輸出來判斷是 否存在恒定地發(fā)生的特定頻率的噪聲；以及切換電路116,用于根據(jù)噪聲判斷部115的判斷 結(jié)果來切換各放大器118相對于判斷部112的輸出狀態(tài)。
[0009] 切換電路116包括開關121，其中這些開關121分別插入在放大電路111的放大器 118和判斷部112的比較器119之間。在初始狀態(tài)下，所有的開關121都接通。通過利用 來自噪聲判斷部115的輸出來單獨接通或斷開開關121，將從各放大器118向著判斷部112 的輸出分別設置為有效或無效。簡言之，在切換電路116中，通過利用來自噪聲判斷部115 的輸出斷開與任意通帶的放大器118相對應的開關121，可以使該放大器118的輸出無效。
[0010] 噪聲判斷部115讀入從頻率分析部114輸出的傳感器信號的頻率（頻率成分）的 信號強度（電壓強度），并將這些信號強度存儲在存儲器（未示出）中，并且利用所存儲的 數(shù)據(jù)來判斷是否存在恒定地發(fā)生的特定頻率的噪聲。
[0011] 在噪聲判斷部115判斷為恒定地發(fā)生特定頻率的噪聲的情況下，噪聲判斷部115 控制切換電路116以斷開判斷部112和具有包括該噪聲的頻率的通帶的放大器118之間的 開關121。結(jié)果，在恒定地發(fā)生特定頻率的噪聲的情況下，針對包括該噪聲的頻率的頻帶而 使針對判斷部112的放大電路111的輸出無效。每次噪聲判斷部115判斷為"正常狀態(tài)" 時，更新開關121的接通或斷開狀態(tài)。
[0012] 在文獻1所公開的物體檢測裝置101中，考慮了除傳感器110和照明控制部113以 外的組件構(gòu)成用于對由毫米波傳感器構(gòu)成的傳感器110的傳感器信號進行信號處理的信 號處理裝置。然而，在將物體檢測裝置101用在例如室外等的情況下，由于除檢測對象（檢 測對象物體）以外的物體的運動（例如,樹的枝和葉的搖擺運動和電線的搖擺運動），因而 可能發(fā)生將除檢測對象以外的物體誤識別為檢測對象物體的誤檢測。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0013] 本發(fā)明是有鑒于以上不足而作出的，并且其目的是提供能夠減少由于除檢測對象 以外的物體的運動所引起的誤檢測的信號處理裝置。
[0014] 根據(jù)本發(fā)明的第一方面的一種信號處理裝置，包括：頻率分析部件，其被配置為將 與物體所反射的電波相對應的傳感器信號轉(zhuǎn)換成頻域信號，并且通過使用頻帶不同的濾波 器組的群從該頻域信號提取每一個所述濾波器組的信號；標準化部件，其被配置為利用所 述頻率分析部件所提取的信號的總和或者穿過預定的多個所述濾波器組的信號的強度的 總和，對分別穿過各所述濾波器組的信號的強度進行標準化，并且輸出作為標準化強度；以 及認識部件，其被配置為進行認識處理，所述認識處理用于基于根據(jù)從所述標準化部件輸 出的每一個所述濾波器組的標準化強度所確定的頻率分布和所述標準化強度的成分比中 的至少一個來識別所述物體。
[0015] 在根據(jù)本發(fā)明的第二方面的信號處理裝置中，根據(jù)第一方面，還包括：放大部，其 被配置為放大所述傳感器信號；以及A/D轉(zhuǎn)換部，其被配置為將所述放大部放大后的傳感 器信號轉(zhuǎn)換成采用數(shù)字形式的傳感器信號并輸出轉(zhuǎn)換后的傳感器信號，其中，所述頻率分 析部件被配置為將從所述A/D轉(zhuǎn)換部輸出的傳感器信號轉(zhuǎn)換成頻域信號，并且提取所述濾 波器組的群中的每一個所述濾波器組的信號。
[0016] 在根據(jù)本發(fā)明的第三方面的信號處理裝置中，根據(jù)第一方面或第二方面，所述頻 率分析部件具有用于通過離散余弦變換將從所述A/D轉(zhuǎn)換部輸出的傳感器信號轉(zhuǎn)換成所 述頻域信號的功能，各所述濾波器組各自具有多個頻率區(qū)間，以及所述信號處理裝置還包 括平滑化處理部件，所述平滑化處理部件插入在所述頻率分析部件和所述標準化部件之 間，并且具有如下功能中的至少一個功能：用于針對各所述濾波器組中的每一個所述濾波 器組在頻域中對每一個所述頻率區(qū)間的信號的強度進行平滑化處理的功能；以及用于針對 各所述濾波器組中的每一個所述濾波器組在時間軸方向上對每一個所述頻率區(qū)間的信號 的強度進行平滑化處理的功能。
[0017] 在根據(jù)本發(fā)明的第四方面的信號處理裝置中，根據(jù)第一方面至第三方面中任一方 面，還包括：背景信號去除部件，其被配置為從穿過所述濾波器組的信號中去除背景信號。
[0018] 在根據(jù)本發(fā)明的第五方面的信號處理裝置中，根據(jù)第四方面，所述背景信號去除 部件被配置為通過從穿過所述濾波器組的信號中減去所述背景信號來去除所述背景信號。
[0019] 在根據(jù)本發(fā)明的第六方面的信號處理裝置中，根據(jù)第五方面，所述背景信號去除 部件被配置為將預先獲得的各所述濾波器組中的每一個所述濾波器組的多個點的信號在 時間軸上的平均值作為所述背景信號去除。
[0020] 在根據(jù)本發(fā)明的第七方面的信號處理裝置中，根據(jù)第五方面，所述背景信號去除 部件被配置為將每一個所述濾波器組的緊挨著的前一信號作為所述背景信號去除。
[0021] 在根據(jù)本發(fā)明的第八方面的信號處理裝置中，根據(jù)第四方面，所述背景信號去除 部件是被配置為通過在頻域中對所述背景信號進行濾波來去除所述背景信號的自適應濾 波器。
[0022] 在根據(jù)本發(fā)明的第九方面的信號處理裝置中，根據(jù)第四方面，所述背景信號去除 部件被配置為從利用所述標準化部件進行標準化前的每一個所述濾波器組的所述信號中 去除每一個所述濾波器組的所述背景信號。
[0023] 在根據(jù)本發(fā)明的第十方面的信號處理裝置中，根據(jù)第八方面，所述自適應濾波器 的自適應算法是離散余弦變換的最小均方算法。
[0024] 在根據(jù)本發(fā)明的第十一方面的信號處理裝置中，根據(jù)第四方面，各所述濾波器組 各自包括多個頻率區(qū)間，恒定地包含所述背景信號的頻率區(qū)間是特定頻率區(qū)間，以及所述 背景信號去除部件被配置為通過使所述特定頻率區(qū)間的信號無效、并且利用根據(jù)與所述特 定頻率區(qū)間接近的頻率區(qū)間的信號的強度所估計出的信號的強度進行補充，來去除背景信 號。
[0025] 在根據(jù)本發(fā)明的第十二方面的信號處理裝置中，根據(jù)第一方面至第十一方面中 任一方面，所述認識部件被配置為作為所述認識處理，通過進行利用主成分分析或卡洛 南-洛伊變換的模式識別來識別所述物體。
[0026] 在根據(jù)本發(fā)明的第十三方面的信號處理裝置中，根據(jù)第一方面至第十一方面中任 一方面，所述認識部件被配置為作為所述認識處理，通過進行利用多元回歸分析的認識處 理來識別所述物體。
[0027] 在根據(jù)本發(fā)明的第十四方面的信號處理裝置中，根據(jù)第一方面至第十一方面中任 一方面，所述認識部件被配置為作為所述認識處理，通過進行利用神經(jīng)網(wǎng)絡的認識處理來 識別所述物體。
[0028] 在根據(jù)本發(fā)明的第十五方面的信號處理裝置中，根據(jù)第一方面至第十四方面中任 一方面，所述認識部件被配置為利用基于時間軸上的奇數(shù)次的所述認識處理的結(jié)果的多數(shù) 決定，來確定識別結(jié)果。
[0029] 在根據(jù)本發(fā)明的第十六方面的信號處理裝置中，根據(jù)第一方面至第十五方面中任 一方面，僅在利用所述標準化部件進行標準化前的多個所述濾波器組的所述信號的強度的 總和等于或大于預定值的情況下，才進行利用所述認識部件的所述認識處理或?qū)⒗盟?認識部件的所述認識處理的結(jié)果視為有效。
[0030] 在根據(jù)本發(fā)明的第十七方面的信號處理裝置中，根據(jù)第十六方面，還包括：閾值設 置部件，其被配置為改變所述預定值。
[0031] 在根據(jù)本發(fā)明的第十八方面的信號處理裝置中，根據(jù)第十七方面，所述閾值設置 部件被配置為基于在從輸出所述傳感器信號的電波傳感器啟動時起直到經(jīng)過了預定時間 段為止的時間段內(nèi)穿過所述濾波器組的所述標準化前的各信號的強度，來設置所述預定 值。
[0032] 在根據(jù)本發(fā)明的第十九方面的信號處理裝置中，根據(jù)第十七方面或第十八方面， 所述閾值設置部件被配置為在所述認識部件識別為存在所述物體的狀態(tài)持續(xù)了預定時間 段以上的情況下、或者在所述認識部件識別為不存在所述物體的狀態(tài)持續(xù)了預定時間段以 上的情況下，重新設置所述預定值。
[0033] 在根據(jù)本發(fā)明的第二十方面的信號處理裝置中，根據(jù)第一方面至第十九方面中任 一方面，還包括：信號成分提取部件，其被配置為從每一個所述濾波器組的所述標準化強度 中提取由于所述物體的運動所引起的信號成分；以及干擾判斷部件，其被配置為在所提取 的由于所述物體的運動所引起的信號成分的每單位時間的變化量在至少一個所述濾波器 組中等于或大于第一預定值的情況下，禁止利用所述認識部件的所述認識處理、或者將利 用所述認識部件的所述認識處理的結(jié)果視為無效。
[0034] 在根據(jù)本發(fā)明的第二十一方面的信號處理裝置中，根據(jù)第二十方面，所述干擾判 斷部件被配置為在從每單位時間的變化量等于或大于所述第一預定值時起經(jīng)過了預定時 間段之前，禁止利用所述認識部件的所述認識處理、或者將利用所述認識部件的所述認識 處理的結(jié)果視為無效。
[0035] 在根據(jù)本發(fā)明的第二十二方面的信號處理裝置中，根據(jù)第二十方面或第二i^一方 面，所述干擾判斷部件被配置為在從每單位時間的變化量等于或小于比所述第一預定值小 的第二預定值時起經(jīng)過了預定時間段之前，禁止利用所述認識部件的所述認識處理、或者 將利用所述認識部件的所述認識處理的結(jié)果視為無效。
[0036] 根據(jù)本發(fā)明的第二十三方面的信號處理裝置，根據(jù)第一方面至第十九方面中任一 方面，還包括：干擾判斷部件，其被配置為在穿過至少一個所述濾波器組的信號的強度的每 單位時間的變化量等于或大于第一預定值的情況下，禁止利用所述認識部件的所述認識處 理、或者將利用所述認識部件的所述認識處理的結(jié)果視為無效。
[0037] 在根據(jù)本發(fā)明的第二十四方面的信號處理裝置中，根據(jù)第二十三方面，所述干擾 判斷部件被配置為在從每單位時間的變化量等于或大于所述第一預定值時起經(jīng)過了預定 時間段之前，禁止利用所述認識部件的所述認識處理、或者將利用所述認識部件的所述認 識處理的結(jié)果視為無效。
[0038] 在根據(jù)本發(fā)明的第二十五方面的信號處理裝置中，根據(jù)第二十三方面或第二十四 方面，所述干擾判斷部件被配置為在從每單位時間的變化量等于或小于比所述第一預定值 小的第二預定值時起經(jīng)過了預定時間段之前，禁止利用所述認識部件的所述認識處理、或 者將利用所述認識部件的所述認識處理的結(jié)果視為無效。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0039] 圖1是示出根據(jù)實施例1的包括電波傳感器和信號處理裝置的傳感器裝置的框 圖。
[0040] 圖2是示出根據(jù)實施例1的信號處理裝置的標準化部件的說明圖。
[0041] 圖3是示出根據(jù)實施例1的信號處理裝置的標準化部件的說明圖。
[0042] 圖4是示出根據(jù)實施例1的信號處理裝置的標準化部件的說明圖。
[0043] 圖5是示出根據(jù)實施例1的信號處理裝置中所使用的平滑化處理部件的說明圖。
[0044] 圖6是示出根據(jù)實施例1的信號處理裝置中所使用的平滑化處理部件的說明圖。
[0045] 圖7是示出根據(jù)實施例1的信號處理裝置中所使用的平滑化處理部件的說明圖。
[0046] 圖8是示出根據(jù)實施例1的信號處理裝置的背景信號去除部件的一個示例的說明 圖。
[0047] 圖9是示出根據(jù)實施例1的信號處理裝置的背景信號去除部件的一個示例的說明 圖。
[0048] 圖10是示出根據(jù)實施例1的信號處理裝置的背景信號去除部件的一個示例的說 明圖。
[0049] 圖11是示出根據(jù)實施例1的信號處理裝置的背景信號去除部件的其它示例的說 明圖。
[0050] 圖12是示出根據(jù)實施例1的信號處理裝置的背景信號去除部件的又一示例的說 明圖。
[0051] 圖13是示出根據(jù)實施例1的信號處理裝置的背景信號去除部件的再一示例的說 明圖。
[0052] 圖14是示出構(gòu)成根據(jù)實施例1的信號處理裝置的背景信號去除部件的另一示例 的自適應濾波器的框圖。
[0053] 圖15是示出根據(jù)實施例1的信號處理裝置的利用主成分分析的認識處理的說明 圖。
[0054] 圖16是示出根據(jù)實施例1的信號處理裝置的利用主成分分析的認識處理的說明 圖。
[0055] 圖17是示出根據(jù)實施例1的信號處理裝置的利用主成分分析的認識處理的說明 圖。
[0056] 圖18是示出根據(jù)實施例1的傳感器裝置的使用形式的說明圖。
[0057] 圖19是示出根據(jù)實施例1的傳感器裝置的使用形式的說明圖。
[0058] 圖20是示出來自根據(jù)實施例1的傳感器裝置的電波傳感器的傳感器信號的波形 圖。
[0059] 圖21是示出根據(jù)實施例1的信號處理裝置的標準化部件的輸出的說明圖。
[0060] 圖22是示出根據(jù)實施例1的信號處理裝置的輸出信號的說明圖。
[0061] 圖23是示出根據(jù)實施例1的包括電波傳感器和信號處理裝置的傳感器裝置的使 用形式的說明圖。
[0062] 圖24是示出來自根據(jù)實施例1的傳感器裝置的電波傳感器的傳感器信號的波形 圖。
[0063] 圖25是示出根據(jù)實施例1的信號處理裝置的輸出信號的說明圖。
[0064] 圖26是示出根據(jù)實施例1的信號處理裝置的標準化部件的輸出的說明圖。
[0065] 圖27是示出根據(jù)實施例1的信號處理裝置的輸出信號的說明圖。
[0066] 圖28是示出通過根據(jù)實施例1的信號處理裝置的多元回歸分析的識別處理的說 明圖。
[0067] 圖29是示出通過根據(jù)實施例的1的信號處理裝置的多元回歸分析的識別處理的 其它說明圖。
[0068] 圖30是示出通過根據(jù)實施例的1的信號處理裝置的多元回歸分析的識別處理的 其它說明圖。
[0069] 圖31是示出通過根據(jù)實施例1的信號處理裝置的識別部件所進行的多數(shù)決定的 說明圖。
[0070] 圖32是示出根據(jù)實施例1的信號處理裝置的說明圖。
[0071] 圖33是示出根據(jù)實施例1的信號處理裝置的說明圖。
[0072] 圖34是示出根據(jù)實施例1的濾波器組群的說明圖。
[0073] 圖35是根據(jù)實施例1的操作的流程圖。
[0074] 圖36是來自根據(jù)實施例1的傳感器裝置的電波傳感器的傳感器信號的波形圖。
[0075] 圖37是來自根據(jù)實施例1的傳感器裝置的電波傳感器的傳感器信號的波形圖。
[0076] 圖38是示出根據(jù)實施例1的信號處理裝置的輸出信號的說明圖。
[0077] 圖39是示出根據(jù)實施例1的信號處理裝置的輸出信號的說明圖。
[0078] 圖40是示出根據(jù)實施例1的信號處理裝置的輸出信號的說明圖。
[0079] 圖41是示出根據(jù)實施例1的信號處理裝置的輸出信號的說明圖。
[0080] 圖42是示出根據(jù)實施例1的信號處理裝置的狀態(tài)機的操作的說明圖。
[0081] 圖43是示出根據(jù)實施例1的信號處理裝置的狀態(tài)機的操作的說明圖。
[0082] 圖44是示出根據(jù)實施例1的信號處理裝置的狀態(tài)機的操作的說明圖。
[0083] 圖45是示出根據(jù)實施例1的信號處理裝置的狀態(tài)機的操作的說明圖。
[0084] 圖46是示出根據(jù)實施例1的信號處理裝置的神經(jīng)網(wǎng)絡的示意結(jié)構(gòu)圖。
[0085] 圖47是示出根據(jù)實施例2的包括電波傳感器和信號處理裝置的傳感器裝置的框 圖。
[0086] 圖48是根據(jù)實施例2的信號處理裝置通過使用多元回歸分析而分離得到的信號 成分的波形圖。
[0087] 圖49是根據(jù)實施例2的信號處理裝置沒有判斷是否進行認識處理的情況下的輸 出信號的波形圖。
[0088] 圖50是根據(jù)實施例2的信號處理裝置判斷是否進行認識處理的情況下的輸出信 號的波形圖。
[0089] 圖51是根據(jù)實施例2的信號處理裝置通過使用多元回歸分析而分離得到的信號 成分的一部分的波形圖。
[0090] 圖52是示出根據(jù)實施例2的包括電波傳感器和信號處理裝置的其它傳感器裝置 的框圖。
[0091] 圖53是根據(jù)實施例2的信號強度的波形圖。
[0092] 圖54是根據(jù)實施例2的信號處理裝置沒有判斷是否進行認識處理的情況下的輸 出信號的波形圖。
[0093] 圖55是根據(jù)實施例2的信號處理裝置判斷是否進行認識處理的情況下的輸出信 號的波形圖。
[0094] 圖56是示出傳統(tǒng)的照明系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的框圖。

【具體實施方式】
[0095] 實施例1
[0096] 以下參考圖1?圖46來說明本實施例的信號處理裝置2。
[0097] 信號處理裝置2被配置為對從被配置為發(fā)送電波并接收被物體反射的電波的電 波傳感器1所輸出的傳感器信號進行信號處理。注意，圖1是示出包括電波傳感器1和信 號處理裝置2的傳感器裝置Se的框圖。
[0098] 電波傳感器1可以是多普勒傳感器。該多普勒傳感器將預定頻率的電波發(fā)送至 檢測區(qū)域并接收被該檢測區(qū)域內(nèi)運動的物體所反射的電波，并且輸出多普勒頻率與所發(fā)送 的電波的頻率和所接收到的電波的頻率之間的差相對應的傳感器信號。因此，傳感器信號 (從電波傳感器1輸出的傳感器信號）是與物體的運動相對應的模擬時間軸信號。如上所 述，電波傳感器1將電波發(fā)送至預定檢測區(qū)域。在接收到來自檢測區(qū)域的電波的情況下，電 波傳感器1輸出與所接收到的電波相對應的傳感器信號（模擬傳感器信號）。
[0099] 電波傳感器1包括：發(fā)送機，用于將電波發(fā)送至檢測區(qū)域；接收機，用于接收被檢 測區(qū)域內(nèi)的物體反射的電波；以及混頻器，用于輸出頻率與所發(fā)送的電波的頻率和所接收 到的電波的頻率之間的差相對應的傳感器信號。該發(fā)送機包括發(fā)送所用的天線。此外，該 接收機包括接收所用的天線。
[0100] 注意，從發(fā)送機發(fā)送來的電波例如可以是預定頻率為24. 15GHz的毫米波。從發(fā)送 機發(fā)送來的電波不限于毫米波，并且可以是微波。此外，沒有特別限制要發(fā)送的電波的預定 頻率。在反射電波的物體正在檢測區(qū)域內(nèi)移動的情況下，通過多普勒效應來使反射波的頻 率偏移。此外，電波傳感器1不限于具有特定結(jié)構(gòu)，并且可以是雙頻（多頻）方式的多普勒 傳感器或FMCW(調(diào)頻連續(xù)波）方式的多普勒傳感器等。
[0101] 信號處理裝置2包括：放大部3,用于放大傳感器信號（從電波傳感器1輸出的模 擬傳感器信號）；以及A/D轉(zhuǎn)換部4,用于將放大部3放大后的傳感器信號（模擬傳感器信 號）轉(zhuǎn)換成數(shù)字傳感器信號，并且輸出該數(shù)字傳感器信號。
[0102]放大部3例如可以由使用運算放大器的放大部構(gòu)成。
[0103]A/D轉(zhuǎn)換部4將放大部3放大后的模擬傳感器信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字傳感器信號，并且輸 出該數(shù)字傳感器信號。A/D轉(zhuǎn)換部4的采樣率為IX 103ssPs (樣本/秒）。然而，沒有特別 限制采樣率。
[0104] 此外，信號處理裝置2包括頻率分析部件5,其中該頻率分析部件5被配置為將從 A/D轉(zhuǎn)換部4輸出的傳感器信號轉(zhuǎn)換成頻域信號（頻率軸信號），并且提取作為頻帶（通過 頻帶）不同的濾波器組5a(參見圖2)的群中的各濾波器組5a的信號（與濾波器組5a相 對應的信號）。
[0105] 換句話說，頻率分析部件5被配置為將與被物體反射的電波相對應的傳感器信號 轉(zhuǎn)換成頻域信號，并且將該頻域信號發(fā)送至頻帶不同的多個濾波器組5a的群（濾波器）以 提取分別與多個濾波器組5a相對應的多個信號。在這方面，與各濾波器組5a相對應的信 號意味著穿過各濾波器組5a的信號。
[0106] 如上所述，頻率分析部件5沿頻率軸對傳感器信號（頻域信號）進行分割，并由此 生成頻帶不同的多個信號。
[0107] 在頻率分析部件5中，濾波器組5a的群是預定數(shù)量的（例如，16個）濾波器組5a。 然而，沒有特別限制濾波器組5a的數(shù)量。
[0108] 此外，信號處理裝置2包括標準化部件6,其中該標準化部件6被配置為利用頻率 分析部件5所提取的信號的總和（強度的總和）或者分別穿過預定的多個濾波器組5a(例 如，低頻側(cè)的四個濾波器組）的信號的強度的總和來對分別穿過各濾波器組5a的信號的強 度進行標準化以獲得標準化強度，并且輸出這些標準化強度。
[0109] 換句話說，標準化部件6對頻率分析部件5所提取的多個信號的強度進行標準化。 如此，標準化部件6計算頻率分析部件5所提取的多個信號的標準化強度。例如，標準化部 件6通過使用分別與多個濾波器組5a中的多個特定濾波器組5a相對應的多個特定信號的 強度的總和來進行標準化。注意，多個特定濾波器組5a可以是所有的多個濾波器組5a。在 這種情況下，多個特定信號是頻率分析部件5所提取的所有多個信號。
[0110] 如上所述，標準化部件6被配置為通過使用分別與多個濾波器組5a中的多個特定 濾波器組5a相對應的多個特定信號的強度的總和來對多個信號的強度進行標準化，并由 此計算這多個信號的標準化強度。
[0111] 此外，信號處理裝置2還包括認識部件7,其中該認識部件7被配置為進行用于基 于根據(jù)從標準化部件6輸出的各濾波器組5a的標準化強度所計算出的頻率分布來識別物 體的認識處理?？傊J識部件7被配置為進行用于基于與由標準化部件6計算出的標準化 強度所確定的傳感器信號（頻域信號）的標準化強度有關的特征來識別物體的認識處理。 在這方面，與傳感器信號（頻域信號）的標準化強度有關的特征是由從標準化部件6輸出 的各濾波器組5a的標準化強度所確定的頻率分布，其中該頻率分布是指傳感器信號（頻域 信號）的標準化強度的頻率分布。
[0112] 上述的頻率分析部件5具有通過離散余弦變換（Discrete Cosine Transform:DCT)來將從A/D轉(zhuǎn)換部4輸出的傳感器信號轉(zhuǎn)換成頻域信號的功能。此外，如圖 2所示，各濾波器組5a各自包括多個（在例示示例中為5個）頻率區(qū)間（frequency bin)。 在一些情況下，可以將使用DCT的濾波器組5a的頻率區(qū)間5b稱為DCT區(qū)間。各濾波器組 5a各自具有依賴于頻率區(qū)間5b的寬度（圖2中的Af)的分辨率。關于各濾波器組5a，沒 有特別限制頻率區(qū)間5b的數(shù)量，并且該數(shù)量可以為除5以外的兩個或更多個或者可以為一 個。用于將從A/D轉(zhuǎn)換部4輸出的傳感器信號轉(zhuǎn)換成頻域信號的正交變換不限于DCT，并且 例如可以是快速傅立葉變換（Fast Fourier Transformation:FFT)。在一些情況下，可以將 使用FFT的濾波器組5a的頻率區(qū)間5b稱為FFT區(qū)間。此外，用于將從A/D轉(zhuǎn)換部4輸出 的傳感器信號轉(zhuǎn)換成頻域信號的正交變換可以是小波變換（Wavelet Transf〇rm:WT)。
[0113] 在各濾波器組5a各自包括多個頻率區(qū)間5b的情況下，優(yōu)選地，信號處理裝置2在 頻率分析部件5和標準化部件6之間包括平滑化處理部件8。優(yōu)選地，該平滑化處理部件 8具有如下功能中的至少一個功能：用于針對各濾波器組5a在頻域（頻率軸方向）中對各 頻率區(qū)間5b的信號的強度進行平滑化處理的功能；以及用于針對各濾波器組5a在時間軸 方向上對各頻率區(qū)間5b的信號的強度進行平滑化處理的另一功能。因此，信號處理裝置2 可以降低噪聲所引起的影響，并且在包括這兩個功能的情況下進一步降低噪聲所引起的影 響。
[0114] 用于針對各濾波器組5a在頻域中對各頻率區(qū)間5b的信號的強度進行平滑化處理 的功能（在需要的情況下，以下稱為"第一平滑化處理功能"）可以通過使用例如均值濾波 器、加權(quán)均值濾波器、中值濾波器或加權(quán)中值濾波器等來實現(xiàn)。在通過使用均值濾波器來實 現(xiàn)第一平滑化處理功能的情況下，如圖2和圖5所示，假定在時刻心，利用si、s2、s3、s4和 s5來分別表示作為從低頻側(cè)起的第一個濾波器組的濾波器組5a的5個頻率區(qū)間5b各自的 信號的強度。在這方面，關于第一個濾波器組5a，在假定通過利用第一平滑化處理功能的 平滑化處理所獲得的信號的強度是mil (參見圖3和圖6)的情況下，可以通過以下的公式 (1)來計算強度mil。
[0115] 數(shù)學式1

【權(quán)利要求】
1. 一種信號處理裝置，包括： 頻率分析部件，其被配置為將與物體所反射的電波相對應的傳感器信號轉(zhuǎn)換成頻域 信號，并且通過使用頻帶不同的濾波器組的群從該頻域信號提取每一個所述濾波器組的信 號； 標準化部件，其被配置為利用所述頻率分析部件所提取的信號的總和或者穿過預定的 多個所述濾波器組的信號的強度的總和，對分別穿過各所述濾波器組的信號的強度進行標 準化，并且輸出作為標準化強度；以及 認識部件，其被配置為進行認識處理，所述認識處理用于基于根據(jù)從所述標準化部件 輸出的每一個所述濾波器組的標準化強度所確定的頻率分布和所述標準化強度的成分比 中的至少一個來識別所述物體。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的信號處理裝置，其中，還包括： 放大部，其被配置為放大所述傳感器信號；以及 A/D轉(zhuǎn)換部，其被配置為將所述放大部放大后的傳感器信號轉(zhuǎn)換成采用數(shù)字形式的傳 感器信號并輸出轉(zhuǎn)換后的傳感器信號， 其中，所述頻率分析部件被配置為將從所述A/D轉(zhuǎn)換部輸出的傳感器信號轉(zhuǎn)換成頻域 信號，并且提取所述濾波器組的群中的每一個所述濾波器組的信號。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的信號處理裝置，其中， 所述頻率分析部件具有用于通過離散余弦變換將從所述A/D轉(zhuǎn)換部輸出的傳感器信 號轉(zhuǎn)換成所述頻域信號的功能， 各所述濾波器組各自具有多個頻率區(qū)間，以及 所述信號處理裝置還包括平滑化處理部件，所述平滑化處理部件插入在所述頻率分析 部件和所述標準化部件之間，并且具有如下功能中的至少一個功能：用于針對各所述濾波 器組中的每一個所述濾波器組在頻域中對每一個所述頻率區(qū)間的信號的強度進行平滑化 處理的功能；以及用于針對各所述濾波器組中的每一個所述濾波器組在時間軸方向上對每 一個所述頻率區(qū)間的信號的強度進行平滑化處理的功能。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的信號處理裝置，其中，還包括： 背景信號去除部件，其被配置為從穿過所述濾波器組的信號中去除背景信號。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的信號處理裝置，其中， 所述背景信號去除部件被配置為通過從穿過所述濾波器組的信號中減去所述背景信 號來去除所述背景信號。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的信號處理裝置，其中， 所述背景信號去除部件被配置為將預先獲得的各所述濾波器組中的每一個所述濾波 器組的多個點的信號在時間軸上的平均值作為所述背景信號去除。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的信號處理裝置，其中， 所述背景信號去除部件被配置為將每一個所述濾波器組的緊挨著的前一信號作為所 述背景信號去除。
8. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的信號處理裝置，其中， 所述背景信號去除部件是被配置為通過在頻域中對所述背景信號進行濾波來去除所 述背景信號的自適應濾波器。
9. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的信號處理裝置，其中， 所述背景信號去除部件被配置為從利用所述標準化部件進行標準化前的每一個所述 濾波器組的所述信號中去除每一個所述濾波器組的所述背景信號。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的信號處理裝置，其中， 所述自適應濾波器的自適應算法是離散余弦變換的最小均方算法。
11. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的信號處理裝置，其中， 各所述濾波器組各自包括多個頻率區(qū)間， 恒定地包含所述背景信號的頻率區(qū)間是特定頻率區(qū)間，以及 所述背景信號去除部件被配置為通過使所述特定頻率區(qū)間的信號無效、并且利用根據(jù) 與所述特定頻率區(qū)間接近的頻率區(qū)間的信號的強度所估計出的信號的強度進行補充，來去 除背景信號。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的信號處理裝置，其中， 所述認識部件被配置為作為所述認識處理，通過進行利用主成分分析或卡洛南-洛伊 變換的模式識別來識別所述物體。
13. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的信號處理裝置，其中， 所述認識部件被配置為作為所述認識處理，通過進行利用多元回歸分析的認識處理來 識別所述物體。
14. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的信號處理裝置，其中， 所述認識部件被配置為作為所述認識處理，通過進行利用神經(jīng)網(wǎng)絡的認識處理來識別 所述物體。
15. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的信號處理裝置，其中， 所述認識部件被配置為利用基于時間軸上的奇數(shù)次的所述認識處理的結(jié)果的多數(shù)決 定，來確定識別結(jié)果。
16. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的信號處理裝置，其中，僅在利用所述標準化部件進行標準化 前的多個所述濾波器組的所述信號的強度的總和等于或大于預定值的情況下，才進行利用 所述認識部件的所述認識處理或?qū)⒗盟稣J識部件的所述認識處理的結(jié)果視為有效。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的信號處理裝置，其中，還包括： 閾值設置部件，其被配置為改變所述預定值。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的信號處理裝置，其中， 所述閾值設置部件被配置為基于在從輸出所述傳感器信號的電波傳感器啟動時起直 到經(jīng)過了預定時間段為止的時間段內(nèi)穿過所述濾波器組的所述標準化前的各信號的強度， 來設置所述預定值。
19. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的信號處理裝置，其中， 所述閾值設置部件被配置為在所述認識部件識別為存在所述物體的狀態(tài)持續(xù)了預定 時間段以上的情況下、或者在所述認識部件識別為不存在所述物體的狀態(tài)持續(xù)了預定時間 段以上的情況下，重新設置所述預定值。
20. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的信號處理裝置，其中，還包括： 信號成分提取部件，其被配置為從每一個所述濾波器組的所述標準化強度中提取由于 所述物體的運動所引起的信號成分；以及 干擾判斷部件，其被配置為在所提取的由于所述物體的運動所引起的信號成分的每單 位時間的變化量在至少一個所述濾波器組中等于或大于第一預定值的情況下，禁止利用所 述認識部件的所述認識處理、或者將利用所述認識部件的所述認識處理的結(jié)果視為無效。
21. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的信號處理裝置，其中， 所述干擾判斷部件被配置為在從每單位時間的變化量等于或大于所述第一預定值時 起經(jīng)過了預定時間段之前，禁止利用所述認識部件的所述認識處理、或者將利用所述認識 部件的所述認識處理的結(jié)果視為無效。
22. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的信號處理裝置，其中， 所述干擾判斷部件被配置為在從每單位時間的變化量等于或小于比所述第一預定值 小的第二預定值時起經(jīng)過了預定時間段之前，禁止利用所述認識部件的所述認識處理、或 者將利用所述認識部件的所述認識處理的結(jié)果視為無效。
23. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的信號處理裝置，其中，還包括： 干擾判斷部件，其被配置為在穿過至少一個所述濾波器組的信號的強度的每單位時間 的變化量等于或大于第一預定值的情況下，禁止利用所述認識部件的所述認識處理、或者 將利用所述認識部件的所述認識處理的結(jié)果視為無效。
24. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的信號處理裝置，其中， 所述干擾判斷部件被配置為在從每單位時間的變化量等于或大于所述第一預定值時 起經(jīng)過了預定時間段之前，禁止利用所述認識部件的所述認識處理、或者將利用所述認識 部件的所述認識處理的結(jié)果視為無效。
25. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的信號處理裝置，其中， 所述干擾判斷部件被配置為在從每單位時間的變化量等于或小于比所述第一預定值 小的第二預定值時起經(jīng)過了預定時間段之前，禁止利用所述認識部件的所述認識處理、或 者將利用所述認識部件的所述認識處理的結(jié)果視為無效。
【文檔編號】G01S13/52GK104350391SQ201380029970
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2013年6月3日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月5日
【發(fā)明者】杉野聰, 增田達男, 村上忠 申請人:松下知識產(chǎn)權(quán)經(jīng)營株式會社