(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】2021500532
(43)【公表日】20210107
(54)【発明の名称】チャネル応答変動の分解に基づく動き検出
(51)【国際特許分類】
   G01S 13/56 20060101AFI20201204BHJP
   H04L 27/26 20060101ALI20201204BHJP
【FI】
   !G01S13/56
   !H04L27/26 410
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
【全頁数】36
(21)【出願番号】2020511998
(86)(22)【出願日】20171031
(85)【翻訳文提出日】20200227
(86)【国際出願番号】CA2017051291
(87)【国際公開番号】WO2019041019
(87)【国際公開日】20190307
(31)【優先権主張番号】15/691,195
(32)【優先日】20170830
(33)【優先権主張国】US
(81)【指定国】 AP(BW,GH,GM,KE,LR,LS,MW,MZ,NA,RW,SD,SL,ST,SZ,TZ,UG,ZM,ZW),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,RU,TJ,TM),EP(AL,AT,BE,BG,CH,CY,CZ,DE,DK,EE,ES,FI,FR,GB,GR,HR,HU,IE,IS,IT,LT,LU,LV,MC,MK,MT,NL,NO,PL,PT,RO,RS,SE,SI,SK,SM,TR),OA(BF,BJ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GQ,GW,KM,ML,MR,NE,SN,TD,TG),AE,AG,AL,AM,AO,AT,AU,AZ,BA,BB,BG,BH,BN,BR,BW,BY,BZ,CA,CH,CL,CN,CO,CR,CU,CZ,DE,DJ,DK,DM,DO,DZ,EC,EE,EG,ES,FI,GB,GD,GE,GH,GM,GT,HN,HR,HU,ID,IL,IN,IR,IS,JO,JP,KE,KG,KH,KN,KP,KR,KW,KZ,LA,LC,LK,LR,LS,LU,LY,MA,MD,ME,MG,MK,MN,MW,MX,MY,MZ,NA,NG,NI,NO,NZ,OM,PA,PE,PG,PH,PL,PT,QA,RO,RS,RU,RW,SA,SC,SD,SE,SG,SK,SL,SM,ST,SV,SY,TH,TJ,TM,TN,TR,TT
(71)【出願人】
【識別番号】318010214
【氏名又は名称】コグニティヴ システムズ コーポレイション
【住所又は居所】カナダ オンタリオ エヌ2エル 0エイ9 ウォータールー ウェストマウント ロード ノース 560
(74)【代理人】
【識別番号】100094569
【弁理士】
【氏名又は名称】田中 伸一郎
(74)【代理人】
【識別番号】100103610
【弁理士】
【氏名又は名称】▲吉▼田 和彦
(74)【代理人】
【識別番号】100109070
【弁理士】
【氏名又は名称】須田 洋之
(74)【代理人】
【識別番号】100067013
【弁理士】
【氏名又は名称】大塚 文昭
(74)【代理人】
【識別番号】100086771
【弁理士】
【氏名又は名称】西島 孝喜
(74)【代理人】
【識別番号】100109335
【弁理士】
【氏名又は名称】上杉 浩
(74)【代理人】
【識別番号】100120525
【弁理士】
【氏名又は名称】近藤 直樹
(74)【代理人】
【識別番号】100139712
【弁理士】
【氏名又は名称】那須 威夫
(74)【代理人】
【識別番号】100196612
【弁理士】
【氏名又は名称】鎌田 慎也
(72)【発明者】
【氏名】オマー モハンマド
【住所又は居所】カナダ オンタリオ エヌ2エル 0エイ9 ウォータールー ウェストマウント ロード ノース 560
(72)【発明者】
【氏名】オレカス クリストファー ヴィータウタス
【住所又は居所】カナダ オンタリオ エヌ2エル 0エイ9 ウォータールー ウェストマウント ロード ノース 560
【テーマコード(参考)】
5J070
【Fターム(参考)】
5J070AC20
5J070AE09
5J070AF01
5J070AH35
5J070AK40
(57)【要約】
一般的な態様において、動きは、チャネル応答のベクトル表現を使用して検出される。幾つかの態様では、チャネル応答の第1のセットが、第1の時間期間中に空間を通って送信されたワイヤレス信号に基づいて得られる。周波数ベクトル領域における直交軸のセットが、該チャネル応答の第1のセットから決定される。第2のチャネル応答が、第2の時間期間中に空間を通って送信されたワイヤレス信号に基づいて得られ、周波数ベクトル領域において第2のチャネル応答を表すチャネルベクトルが、決定される。空間内の物体の動きは、直交軸のセットのうちの1つへのチャネルベクトルの射影に基づいて検出される。
【選択図】図3
【特許請求の範囲】
【請求項1】
動き検出方法であって、
第1の時間期間中に空間を通って送信された無線信号に基づいてチャネル応答の第1のセットを得るステップと、
1又は2以上のプロセッサの動作により、前記チャネル応答の第1のセットから周波数ベクトル領域における直交軸のセットを決定するステップと、
第2の時間期間中に前記空間を通って送信された無線信号に基づいて第2のチャネル応答を得るステップと、
1又は2以上のプロセッサの動作により、前記周波数ベクトル領域において前記第2のチャネル応答を表すチャネルベクトルを決定するステップと、
前記直交軸のセットのうちの1つへの前記チャネルベクトルの射影に基づいて前記空間内の物体の動きを検出するステップと、
を含む、動き検出方法。
【請求項2】
前記空間内の前記物体の動きを検出するステップは、前記射影を閾値と比較することに基づく、請求項1に記載の方法。
【請求項3】
前記周波数ベクトル領域における前記直交軸のセットを決定するステップは、最小二乗処理を使用してベクトル方程式を最小にするステップを含む、請求項1に記載の方法。
【請求項4】
前記最小二乗処理は、最小二乗平均処理、再帰的最小二乗処理、制約付き最小二乗処理、又はバッチ最小二乗処理のうちの少なくとも1つを含む、請求項3に記載の方法。
【請求項5】
前記直交軸のセットから動き射影軸を選択するステップを含み、前記空間内の前記物体の動きを検出するステップは、前記動き射影軸への前記チャネルベクトルの射影に基づく、請求項1に記載の方法。
【請求項6】
前記動き射影軸を選択するステップは、前記直交軸のセットの各軸に関するファットテールメトリックを決定するステップを含み、各軸に関する前記ファットテールメトリックは、前記周波数ベクトル領域において前記第1のチャネル応答を表すベクトルの前記軸への射影の分布に基づく、請求項5に記載の方法。
【請求項7】
各軸に関する前記ファットテールメトリックは、前記軸への前記射影の分布の平均絶対偏差を前記軸への前記射影の分布の標準偏差で割ったものに基づく、請求項6に記載の方法。
【請求項8】
前記周波数ベクトル領域における前記直交軸のセットを決定するステップは、
前記周波数ベクトル領域において前記チャネル応答の第1のセットを表すチャネルベクトルを決定するステップと、
前記周波数ベクトル領域における前記チャネルベクトルの整列に基づいて前記周波数ベクトル領域における第1の軸を規定するステップと、
前記周波数ベクトル領域における第2の軸を規定するステップであって、前記第2の軸の各々は、前記第1の軸及び他の前記第2の軸に直交する、第2の軸を規定するステップと、
を含む、請求項1から7のいずれか1項に記載の方法。
【請求項9】
前記直交軸のセットは、直交軸の第1のセットであり、
前記方法は、
第3の時間期間中に前記空間を通って送信された無線信号に基づいて第3のチャネル応答を得るステップと、
前記第3のチャネル応答を表すベクトルの前記直交軸の第1のセットへの射影の変化を検出することに応答して、前記第3のチャネル応答から前記周波数ベクトル領域における直交軸の第2のセットを決定するステップと、
前記空間内の物体の動きを検出するために前記直交軸の第2のセットを使用するステップと、
を含む、請求項1から7のいずれか1項に記載の方法。
【請求項10】
前記チャネルベクトルの要素は、それぞれのサブキャリア周波数における受信無線信号の解析に基づく、請求項1から7のいずれか1項に記載の方法。
【請求項11】
データ処理装置と、
前記データ処理装置によって実行されたときに、動作を実行するように動作可能な命令を格納するコンピュータ可読記憶媒体と、
を含み、前記動作は、
第1の時間期間中に空間を通って送信された無線信号に基づいてチャネル応答の第1のセットを得るステップと、
前記チャネル応答の第1のセットから周波数ベクトル領域における直交軸のセットを決定するステップと、
第2の時間期間中に前記空間を通って送信された無線信号に基づいて第2のチャネル応答を得るステップと、
前記周波数ベクトル領域において前記第2のチャネル応答を表すチャネルベクトルを決定するステップと、
前記直交軸のセットのうちの1つへの前記チャネルベクトルの射影に基づいて前記空間内の物体の動きを検出するステップと、
を含む、システム。
【請求項12】
前記空間内の前記物体の動きを検出するステップは、前記射影を閾値と比較することに基づく、請求項11に記載のシステム。
【請求項13】
前記周波数ベクトル領域における前記直交軸のセットを決定するステップは、最小二乗処理を使用してベクトル方程式を最小にするステップを含む、請求項11に記載のシステム。
【請求項14】
前記最小二乗処理は、最小二乗平均処理、再帰的最小二乗処理、制約付き最小二乗処理、又はバッチ最小二乗処理のうちの少なくとも1つを含む、請求項13に記載のシステム。
【請求項15】
前記動作は、前記直交軸のセットから動き射影軸を選択するステップを含み、前記空間内の前記物体の動きを検出するステップは、前記動き射影軸への前記チャネルベクトルの射影に基づく、請求項11に記載のシステム。
【請求項16】
前記動き射影軸を選択するステップは、前記直交軸のセットの各軸に関するファットテールメトリックを決定するステップを含み、各軸に関する前記ファットテールメトリックは、前記周波数ベクトル領域において前記第1のチャネル応答を表すベクトルの前記軸への射影の分布に基づく、請求項15に記載のシステム。
【請求項17】
各軸に関する前記ファットテールメトリックは、前記軸への前記射影の分布の平均絶対偏差を前記軸への前記射影の分布の標準偏差で割ったものに基づく、請求項16に記載のシステム。
【請求項18】
前記周波数ベクトル領域における前記直交軸のセットを決定するステップは、
前記周波数ベクトル領域において前記チャネル応答の第1のセットを表すチャネルベクトルを決定するステップと、
前記周波数ベクトル領域における前記チャネルベクトルの整列に基づいて前記周波数ベクトル領域における第1の軸を規定するステップと、
前記周波数ベクトル領域における第2の軸を規定するステップであって、前記第2の軸の各々は、前記第1の軸及び他の前記第2の軸に直交する、第2の軸を規定するステップと、
を含む、請求項11から17のいずれか1項に記載のシステム。
【請求項19】
前記直交軸のセットは、直交軸の第1のセットであり、
前記動作は、
第3の時間期間中に前記空間を通って送信された無線信号に基づいて第3のチャネル応答を得るステップと、
前記第3のチャネル応答を表すベクトルの前記直交軸の第1のセットへの射影の変化を検出することに応答して、前記第3のチャネル応答から前記周波数ベクトル領域における直交軸の第2のセットを決定するステップと、
前記空間内の物体の動きを検出するために前記直交軸の第2のセットを使用するステップと、
を含む、請求項11から17のいずれか1項に記載のシステム。
【請求項20】
前記チャネルベクトルの要素は、それぞれのサブキャリア周波数における受信無線信号の解析に基づく、請求項11から17のいずれか1項に記載のシステム。
【請求項21】
空間を通って送信された無線信号に基づいてチャネル応答を得るステップと、
前記チャネル応答とチャネル応答のセットとの比較に基づいて前記チャネル応答における第1のタイプの変動及び第2のタイプの変動を識別するステップと、
1又は2以上のプロセッサの動作により、前記チャネル応答における前記第1のタイプの変動及び前記第2のタイプの変動を識別することに基づいて前記空間内の物体の動きを検出するために動き検出処理を実行するステップと、
を含む、動き検出方法。
【請求項22】
前記空間内の前記物体の動きは、前記チャネル応答において識別された前記第2のタイプの変動を解析することによって検出される、請求項21に記載の方法。
【請求項23】
前記動き検出処理は、前記第1のタイプの変動の大きさが閾値を下回るという判定に応答して実行される、請求項22に記載の方法。
【請求項24】
前記第1のタイプの変動及び前記第2のタイプの変動は、周波数ベクトル領域における直交軸のセットに基づいて識別される、請求項21から23のいずれか1項に記載の方法。
【請求項25】
前記チャネル応答は、前記空間を通って送信された第1の無線信号に基づく第1のチャネル応答であり、前記方法は、
前記空間を通って送信された第2の無線信号に基づいて第2のチャネル応答を得るステップと、
前記第2のチャネル応答と前記チャネル応答のセットとの比較に基づいて前記第2のチャネル応答における前記第1のタイプの変動及び前記第2のタイプの変動を識別するステップと、
前記第2のチャネル応答における前記第1のタイプの変動の大きさが閾値を上回るという判定に応答して、前記動き検出処理の実行を阻止するステップと、
を含む、請求項21から23のいずれか1項に記載の方法。
【請求項26】
データ処理装置と、
前記データ処理装置によって実行されたときに、動作を実行するように動作可能な命令を格納するコンピュータ可読記憶媒体と、
を含み、前記動作は、
空間を通って送信された無線信号に基づいてチャネル応答を得るステップと、
前記チャネル応答とチャネル応答のセットとの比較に基づいて前記チャネル応答における第1のタイプの変動及び第2のタイプの変動を識別するステップと、
前記チャネル応答における前記第1のタイプの変動及び前記第2のタイプの変動を識別することに基づいて前記空間内の物体の動きを検出するために動き検出処理を実行するステップと、
を含む、システム。
【請求項27】
前記空間内の前記物体の動きは、前記チャネル応答において識別された前記第2のタイプの変動を解析することによって検出される、請求項26に記載のシステム。
【請求項28】
前記動き検出処理は、前記第1のタイプの変動の大きさが閾値を下回るという判定に応答して実行される、請求項27に記載のシステム。
【請求項29】
前記第1のタイプの変動及び前記第2のタイプの変動は、周波数ベクトル領域における直交軸のセットに基づいて識別される、請求項26から28のいずれか1項に記載のシステム。
【請求項30】
前記チャネル応答は、前記空間を通って送信された第1の無線信号に基づく第1のチャネル応答であり、前記動作は、
前記空間を通って送信された第2の無線信号に基づいて第2のチャネル応答を得るステップと、
前記第2のチャネル応答と前記チャネル応答のセットとの比較に基づいて前記第2のチャネル応答における前記第1のタイプの変動及び前記第2のタイプの変動を識別するステップと、
前記第2のチャネル応答における前記第1のタイプの変動の大きさが閾値を上回るという判定に応答して、前記動き検出処理の実行を阻止するステップと、
を含む、請求項26から28のいずれか1項に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
優先権の主張
本出願は、「Detecting Motion Based on Decompositions of Channel Response Variations(チャネル応答変動の分解に基づく動き検出)」と題した、2017年8月30日出願の米国特許出願第15/691,195号に対する優先権を主張するものであり、その開示内容は、引用により本明細書に組み込まれる。
以下の説明は、動き検出に関する。
【背景技術】
【0002】
動き検出システムは、例えば、部屋又は屋外領域内の物体の移動を検出するのに使用されている。幾つかの動き検出システムの例では、赤外線センサ又は光学センサが、これらセンサの視野内の物体の移動を検出するのに使用される。動き検出システムは、セキュリティシステム、自動制御システム及び他のタイプのシステムで使用されている。
【図面の簡単な説明】
【0003】
【図1】例示的な無線通信システム(wireless communication system)を示す図である。
【図2A】無線通信デバイス間で伝達される例示的な信号を示す図である。
【図2B】無線通信デバイス間で伝達される例示的な信号を示す図である。
【図2C】図2A及び図2Bにおける無線通信デバイス間で伝達される無線信号から計算されたチャネル応答の例を示すプロットである。
【図2D】図2A及び図2Bにおける無線通信デバイス間で伝達される無線信号から計算されたチャネル応答の例を示すプロットである。
【図3】チャネル応答における異なるタイプの変動(different types of variations)に基づいて動きを検出するための例示的なシステムのブロック図である。
【図4】チャネル応答における異なるタイプの変動に基づいて動きを検出するための例示的な処理を示すフローチャートである。
【図5A】例示的なチャネル応答と、周波数ベクトル領域におけるチャネル応答のベクトル表現とを示す図である。
【図5B】例示的なチャネル応答と、周波数ベクトル領域におけるチャネル応答のベクトル表現とを示す図である。
【図6A】例示的なチャネル応答と、図5Bの周波数ベクトル領域におけるチャネル応答のベクトル表現とを示す図である。
【図6B】例示的なチャネル応答と、図5Bの周波数ベクトル領域におけるチャネル応答のベクトル表現とを示す図である。
【図7A】例示的なチャネル応答と、周波数ベクトル領域におけるチャネル応答のベクトル表現とを示す図である。
【図7B】例示的なチャネル応答と、周波数ベクトル領域におけるチャネル応答のベクトル表現とを示す図である。
【図8】チャネル応答における異なるタイプの変動に基づいて動きを検出するための例示的な処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0004】
本明細書で説明することの幾つかの態様では、空間内の動きは、チャネル応答の変動の分解に基づいて検出することができる。例えば、動きは、チャネル応答における複数の異なるタイプの変動を検出することに応答して検出することができる。チャネル応答は、空間を通って送信された無線信号(wireless signals)(例えば、無線周波数信号)に基づいて得ることができる。例えば、動き検出システムは、或る時間期間(a time period)にわたって空間を通って(例えば、送信器デバイスから受信器デバイスに)伝達される無線信号に基づいてチャネル応答を計算するようにプログラムすることができる。物体が、無線信号によって探索される空間内で移動する場合、チャネル応答は、時間と共に変化することになり、従って、空間内の物体の動きは、経時的なチャネル応答の変動を解析することによって検出することができる。しかしながら、無線干渉及び他の現象もまた、チャネルの応答を時間と共に変化させる場合があり、従って、動きに起因しないチャネル応答の変動を検出して解析することも有用である。
【0005】
場合によっては、チャネル応答における第1のタイプの変動は、干渉(例えば、帯域外(OOB)又はチャネル外(OOC)干渉)に関連し、従って、動き検出処理への入力として望ましくないが、チャネル応答における第2のタイプの変動は、空間内の動きを示すことができ、従って、動き検出処理への入力として好ましい(第1のタイプの変動と対比して)。第1のタイプの変動の大きさが、特定のレベルを上回る場合、第1のタイプの変動(例えば、干渉)は、動き検出処理に誤検出などの誤りを生じさせる場合がある。従って、第1のタイプの変動の大きさは、第2のタイプの変動に関する情報に基づいて動き検出処理の実行を許可又は防止するためのゲートとして使用することができる。例えば、第1の変動の大きさが閾値を上回る場合、第2のタイプの変動に関する情報が、動き検出処理に渡されるのを防止でき、又は処理が実行されるのを防止できる。しかしながら、第1の変動の大きさが閾値を下回る場合には、動き検出処理は、第2のタイプの変動に関連する情報に基づいて実行することができる。
【0006】
幾つかの態様では、異なるタイプの変動が、チャネル応答のベクトル表現を構築することによって検出することができる。例えば、チャネル応答を表すチャネルベクトルは、チャネル応答のサブキャリア周波数成分に基づいて周波数ベクトル領域で構築することができる。チャネルの応答が変化すると(例えば、空間内の動き又は干渉に起因して)、チャネルベクトルの要素も同様に変化することになる。幾つかの実装形態では、干渉(例えば、帯域外(OOB)又はチャネル外(OOC)干渉)に基づくチャネル応答又は動きに関連していない他の信号は、周波数ベクトル領域における特定の方向と実質的に位置合わせされたチャネルベクトルに対応することができ、動きに関連するチャネル応答は、この特定の方向と実質的に位置合わせされていないチャネルベクトル(例えば、周波数ベクトル領域における少なくとも1つの異なる(例えば、直交の)方向の成分を有するチャネルベクトル)に対応することができる。
【0007】
幾つかの実装形態では、チャネル応答に基づいて動きを検出するために、周波数ベクトル領域における軸のセットは、空間に関するチャネル応答のセットに基づいて規定する(define)ことができる。第1の軸(又は軸の第1のセット)は、干渉のみがその空間に存在する場合のものと典型的に一直線になる方向のチャネルベクトルに基づいて規定でき、他の軸は、第1の軸に直交する(又は軸の第1のセットに直交する)ものとして規定することができる。新しいチャネル応答が得られたときに、この新しいチャネル応答を表すチャネルベクトルが解析されて、チャネルベクトルがどのように軸に射影されるか(project)を判定することができる。チャネルベクトルが、実質的に第1の軸(又は軸の第1のセットのうちの1又は2以上)に射影され、他の軸にはほとんど射影されない場合、チャネルベクトル(従ってチャネル応答)は、動きに関連付けられないと判定することができる。その一方、チャネルベクトルが、第1の軸に直交する他の軸のうちの1又は2以上に実質的に射影される(例えば、射影が閾値を上回る)場合には、チャネル応答は、空間内の動きに関連付けられると判定することができる。一部の実装構成では、軸は、直近に受信したチャネル応答に基づいて更新される。軸は、最初に、最小二乗法又は別の回帰分析法を使用して規定及び更新することができる。従って、第1の軸(又は軸の第1のセット)及び関連する閾値は、干渉のみに関連付けられる周波数ベクトル領域の干渉領域を規定でき、干渉領域の外部のチャネルベクトルにマッピングされるチャネル応答は、空間内の動きを示すことができる。
【0008】
本明細書で記載されるシステム及び手法は、場合によっては1又は2以上の利点を提供することができる。例えば、物体の動きは、明確な見通し線を必要とすることなく、無線通信デバイスによって受信された無線信号(例えば、無線周波数(RF)信号)に基づいて検出することができる。加えて、動きは、より正確に検出することができる。例えば、干渉信号に起因する変動は、動き検出処理において、動きに起因する変動から正確に切り離すことができる。一部の事例では、無線信号を処理する無線サブシステムは、帯域外(OOB)又はチャネル外(OOC)の干渉に対する感度が高い可能性があり、本明細書で記載される手法は、このような影響を動き検出処理から効果的にフィルタリングすることができる。従って、無線サブシステムにおける変動が分解及び分離されて、無線信号に基づいて動き検出の精度を向上させることができる。
【0009】
図1は、例示的な無線通信システム100を示す図である。例示的な無線通信システム100は、3つの無線通信デバイス、すなわち、第1の無線通信デバイス102A、第2の無線通信デバイス102B、及び第3の無線通信デバイス102Cを含む。例示的な無線通信システム100は、追加の無線通信デバイス及び他の構成要素(例えば、追加の無線通信デバイス、1又は2以上のネットワークサーバ、ネットワークルータ、ネットワークスイッチ、ケーブル、又は他の通信リンクなど)を含むことができる。
【0010】
例示的な無線通信デバイス102A、102B、及び102Cは、例えば、無線ネットワーク規格又は別のタイプの無線通信プロトコルに従って、無線ネットワーク内で動作することができる。例えば、無線ネットワークは、無線ローカルエリアネットワーク(WLAN)、パーソナルエリアネットワーク(PAN)、メトロポリタンエリアネットワーク(MAN)、又は別のタイプの無線ネットワークとして動作するように構成することができる。WLANの例は、IEEEによって開発された規格の802.11ファミリのうちの1又は2以上に従って動作するように構成されたネットワーク(例えば、Wi−Fiネットワーク)などを含む。PANの例は、近距離通信規格(例えば、BLUETOOTH(登録商標)、近距離無線通信(NFC)、ZigBee(登録商標))、ミリ波通信などに従って動作するネットワークを含む。
【0011】
幾つかの実装形態では、無線通信デバイス102A、102B、及び102Cは、例えば、セルラネットワーク規格に従ってセルラネットワーク内で通信するように構成することができる。セルラネットワークの例は、グローバル移動通信システム(GSM(登録商標))及びGSM(登録商標)進化型高速データレート(EDGE)又はEGPRSなどの2G規格、符号分割多元接続(CDMA)、広帯域符号分割多元接続(WCDMA(登録商標))、ユニバーサル移動通信システム(UMTS)、及び時分割同期符号分割多元接続(TD−SCDMA)などの3G規格、ロングタームエボリューション(LTE)及びLTEアドバンスト(LTE−A)などの4G規格などに従って構成されたネットワークを含む。
【0012】
図1に示されている例では、無線通信デバイス102A、102B、及び102Cは、標準の無線ネットワーク構成要素とすること又はそれらを含むことができ、例えば、一部の事例では、従来型Wi−Fiアクセスポイント又は別のタイプの無線アクセスポイント(WAP)が使用できる。一部の事例では、別のタイプの標準又は従来型Wi−Fi送信器デバイスが使用できる。無線通信デバイス102A、102B、及び102Cは、Wi−Fi構成要素を伴わずに実装でき、例えば、他のタイプの標準又は非標準無線通信が動き検出に使用できる。一部の事例では、無線通信デバイス102A、102B、及び102Cは、専用動き検出システムとすることができ、又はその一部とすることができる。
【0013】
図1に示されているように、例示的な無線通信デバイス102Cは、モデム112、プロセッサ114、メモリ116、及び電源ユニット118を含み、無線通信システム100内の無線通信デバイス102A、102B、及び102Cは、いずれも、同じ構成要素、追加の構成要素、又は異なる構成要素を含むことができ、これらの構成要素は、図1に示されているように、又は別の方法で動作するように構成することができる。幾つかの実施構成では、無線通信デバイスのモデム112、プロセッサ114、メモリ116、及び電源ユニット118は、共通のハウジング又は他の組立体に一緒に収容される。幾つかの実施構成では、無線通信デバイスの構成要素のうちの1又は2以上は、例えば別個のハウジング又は他の組立体に別々に収容することができる。
【0014】
例示的なモデム112は、無線信号を伝達する(受信する、送信する、又はそれら両方を行う)ことができる。例えば、モデム112は、無線通信規格(例えば、Wi−Fi又はBluetooth(登録商標))に従って書式設定された無線周波数(RF)信号を伝達するように構成することができる。幾つかの実施構成では、例示的なモデム112は、無線サブシステム及びベースバンドサブシステムを含む。一部の事例では、ベースバンドサブシステム及び無線サブシステムは、共通のチップ又はチップセット上に実装することができ、或いはカード又は別のタイプの組み立てられたデバイスに実装することができる。ベースバンドサブシステムは、例えば、リード線、ピン、ワイヤ、又は他のタイプの接続によって無線サブシステムに結合することができる。
【0015】
一部の事例では、モデム112内の無線サブシステムは、1又は2以上のアンテナ及び無線周波数回路を含むことができる。無線周波数回路は、例えば、アナログ信号をフィルタリング、増幅、又はそれ以外の方法で調整する回路、ベースバンド信号をRF信号にアップコンバートする回路、RF信号をベースバンド信号にダウンコンバートする回路などを含むことができる。このような回路は、例えば、フィルタ、増幅器、ミキサ、局部発振器などを含むことができる。無線サブシステムは、無線通信チャネル上で無線周波数無線信号を伝達するように構成することができる。一例として、無線サブシステムは、無線チップ、RFフロントエンド、及び1又は2以上のアンテナを含むことができる。無線サブシステムは、追加の又は異なる構成要素を含むことができる。幾つかの実施構成では、無線サブシステムは、例えばWi−Fiモデム、ピコ基地局モデムなどの従来型モデムからの無線電子機器(例えば、RFフロントエンド、無線チップ、又は類似の構成要素)とすること、又はそれらを含むことができる。幾つかの実施構成では、アンテナは、複数のアンテナを含む。
【0016】
一部の事例では、モデム112内のベースバンドサブシステムは、例えば、デジタルベースバンドデータを処理するように構成されたデジタル電子機器を含むことができる。一例として、ベースバンドサブシステムは、ベースバンドチップを含むことができる。ベースバンドサブシステムは、追加の又は異なる構成要素を含むことができる。一部の事例では、ベースバンドサブシステムは、デジタル信号プロセッサ(DSP)デバイス又は別のタイプのプロセッサデバイスを含むことができる。一部の事例では、ベースバンドシステムは、デジタル処理論理回路を含んで、無線サブシステムを動作させること、無線サブシステムを介して無線ネットワークトラフィックを伝達すること、無線サブシステムを介して受信した動き検出信号に基づいて動きを検出すること、又は他のタイプの処理を実行することができる。例えば、ベースバンドサブシステムは、信号を符号化して、符号化された信号を、送信のために無線サブシステムに配信するように、又は無線サブシステムからの信号に符号化されたデータを識別してそれを解析する(例えば、無線通信規格に従って信号を復号することにより、動き検出処理に従って信号を処理することにより、又はそれ以外の方法で)ように構成された1又は2以上のチップ、チップセット、又は他のタイプのデバイスを含むことができる。
【0017】
場合によっては、例示的なモデム112内の無線サブシステムは、ベースバンドサブシステムからベースバンド信号を受信し、このベースバンド信号を無線周波数(RF)信号にアップコンバートし、この無線周波数信号を無線で送信する(例えば、アンテナを介して)。場合によっては、例示的なモデム112内の無線サブシステムは、無線周波数信号を無線で受信し(例えば、アンテナを介して)、無線周波数信号をベースバンド信号にダウンコンバートし、このベースバンド信号をベースバンドサブシステムに送る。無線サブシステムとベースバンドサブシステムとの間で交換される信号は、デジタル信号又はアナログ信号とすることができる。幾つかの実施例では、ベースバンドサブシステムは、変換回路(例えば、デジタルアナログ変換器、アナログデジタル変換器)を含み、アナログ信号を無線サブシステムと交換する。幾つかの実施例では、無線サブシステムは、変換回路(例えば、デジタルアナログ変換器、アナログデジタル変換器)を含み、デジタル信号をベースバンドサブシステムと交換する。
【0018】
一部の事例では、例示的なモデム112のベースバンドサブシステムは、無線サブシステムを介して1又は2以上のネットワークトラフィックチャネル上で無線通信ネットワーク内の無線ネットワークトラフィック(例えば、データパケット)を伝達することができる。また、モデム112のベースバンドサブシステムは、無線サブシステムを介して専用無線通信チャネル上で信号(例えば、動き探索信号又は動き検出信号)を送信又は受信する(又はそれら両方を行う)こともできる。場合によっては、ベースバンドサブシステムは、例えば、動き検出信号を生成して送信して、動きに関して空間を探索する。場合によっては、ベースバンドサブシステムは、例えば、受信した動き検出信号(空間を通って送信された動き探索信号に基づく信号)を処理して、空間内の物体の動きを検出する。
【0019】
例示的なプロセッサ114は、例えば、データ入力に基づいて出力データを生成するための命令を実行することができる。この命令は、プログラム、コード、スクリプト、又はメモリに格納された他のタイプのデータを含むことができる。追加的に又は代替的に、命令は、事前にプログラムされた又は再プログラム可能な論理回路、論理ゲート、又は他のタイプのハードウェアもしくはファームウェア構成要素として符号化することができる。プロセッサ114は、特殊化したコプロセッサ又は別のタイプのデータ処理装置としての汎用マイクロプロセッサとすること、又はそれを含むことができる。一部の事例では、プロセッサ114は、無線通信デバイス102Cの高水準動作を実行する。例えば、プロセッサ114は、メモリ116に格納されたソフトウェア、スクリプト、プログラム、関数、実行ファイル、又は他の命令を実行又は解釈するように構成することができる。幾つかの実施構成では、プロセッサ114は、モデム112に含めることができる。
【0020】
例示的なメモリ116は、例えば、揮発性メモリデバイス、不揮発性メモリデバイス、又はそれら両方などのコンピュータ可読媒体を含むことができる。メモリ116は、1又は2以上の読み出し専用メモリデバイス、ランダムアクセスメモリデバイス、バッファメモリデバイス、又はこれら及び他のタイプのメモリデバイスの組み合わせを含むことができる。場合によっては、メモリの1又は2以上の構成要素は、無線通信デバイス102Cの別の構成要素と一体化すること、又はそれ以外の場合には、それらに関連することができる。メモリ116は、プロセッサ114によって実行可能な命令を格納することができる。例えば、命令は、図4の処理400又は図8の処理8などによって、チャネル応答における変動に基づいて動きを検出するための命令を含むことができる。
【0021】
例示的な電源ユニット118は、無線通信デバイス102Cの他の構成要素に電力を供給する。例えば、他の構成要素は、電圧バス又は他の接続を介して電源ユニット118によって供給される電力に基づいて動作することができる。幾つかの実施構成では、電源ユニット118は、例えば充電式バッテリなどのバッテリ又はバッテリシステムを含む。幾つかの実施構成では、電源ユニット118は、アダプタ(例えば、ACアダプタ)を含み、このアダプタは、外部電力信号を受信し(外部信号源から)、この外部電力信号を、無線通信デバイス102Cの構成要素用に調整された内部電力信号に変換する。電源ユニット118は、他の構成要素を含むこと又は別の方法で動作することができる。
【0022】
図1に示されている例では、無線通信デバイス102A及び102Bは、無線信号を送信する(例えば、無線ネットワーク規格、動き検出プロトコル、又はそれ以外の方法に従って)。例えば、無線通信デバイス102A及び102Bは、無線信号(例えば、基準信号、ビーコン信号、状態信号など)をブロードキャストすること、又は他のデバイス(例えば、ユーザ機器、クライアントデバイス、サーバなど)にアドレス指定された無線信号を送ることができ、他のデバイス(図示せず)並びに無線通信デバイス102Cは、無線通信デバイス102A及び102Bによって送信された無線信号を受信することができる。一部の事例では、無線通信デバイス102A及び102Bによって送信される無線信号は、例えば無線通信規格に従って又はそれ以外の方法で周期的に繰り返される。
【0023】
図示の例では、無線通信デバイス102Cは、モデムパラメータを使用して無線通信デバイス102A及び102Bからの無線信号を処理して、無線信号によってアクセスされる空間内の物体の動きを検出する。例えば、無線通信デバイス102Cは、図4の例示的な処理400、図8の例示的な処理800、又は動きを検出するための別のタイプの処理を実行することができる。無線信号によってアクセスされる空間は、例えば、1又は2以上の完全に又は部分的に取り囲まれた領域、取り囲まれていない開放領域などを含み得る屋内又は屋外空間とすることができる。この空間は、部屋、複数の部屋、ビル、又は同様のものの内部とすることができ、或いはそれらを含むことができる。一部の事例では、無線通信システム100は、例えば、無線通信デバイス102Cが無線信号を送信して、無線通信デバイス102A及び102Bが無線通信デバイス102Cからの無線信号を処理して動きを検出できるように、変更することができる。
【0024】
動き検出に使用される無線信号は、例えば、ビーコン信号(例えば、Bluetooth(登録商標)ビーコン、Wi−Fiビーコン、他の無線ビーコン信号)、無線ネットワーク規格に従って他の目的で生成される別の規格の信号、又は動き検出のためにもしくは他の目的で生成された非標準信号(例えば、ランダム信号、基準信号など)を含むことができる。幾つかの実施例では、無線信号は、移動物体との相互作用の前又は後、物体(例えば、壁)を通って伝播し、それによって、移動物体の移動が、この移動物体と送信又は受信ハードウェアと間の光学見通し線を伴わずに検出されることが可能になることができる。受信した信号に基づいて、第3の無線通信デバイス102Cは、動き検出データを生成することができる。場合によっては、第3の無線通信デバイス102Cは、部屋、ビル、屋外領域などの空間内部の移動を監視するための制御センタを含むことができる、セキュリティシステムなどの別のデバイス又はシステムに伝達することができる。
【0025】
幾つかの実施構成では、無線通信デバイス102A及び102Bは、動き探索信号(例えば、基準信号、ビーコン信号、又は動きに関して空間を探索するのに使用される別の信号を含むことができる)を、無線ネットワークトラフィック信号からの別個の無線通信チャネル(例えば、周波数チャネル又は符号化されたチャネル)上で送信するように、変更することができる。例えば、第3の無線通信デバイス102Cは、動き探索信号のペイロードに適用される変調、及びこのペイロード内のデータ又はデータ構造のタイプを認識することができ、それによって、第3の無線通信デバイス102Cが動き検知を行う処理量が低減できる。ヘッダは、例えば、通信システム100内の別のデバイスが動きを検出したか否かを示すもの、変調タイプを示すもの、信号を送信するデバイスの識別情報などの追加情報を含むことができる。
【0026】
図1に示されている例では、第3の無線通信デバイス102Cと第1の無線通信デバイス102Aとの間の無線通信リンクは、第1の動き検出領域110Aを探索するのに使用でき、第3の無線通信デバイス102Cと第2の無線通信デバイス102Bとの間の無線通信リンクは、第2の動き検出領域110Bを探索するのに使用することができる。場合によっては、第3の無線通信デバイス102Cは、無線通信デバイス102A、102によって送信された無線信号に基づく受信信号を処理することによって、それぞれ、動き検出領域110A、110B内の動きを検出する。例えば、図1に示されている人物106が、第1の動き検出領域110A内で移動する場合、第3の無線通信デバイス102Cは、第1の無線通信デバイス102Aによって送信された無線信号に基づき、第3の無線通信デバイス102Cで受信した信号に基づいて動きを検出することができる。
【0027】
場合によっては、動き検出領域110A及び110Bは、例えば、空気、固体材料、液体、又は無線電磁信号が伝播できる別の媒体を含むことができる。図1に示されている例では、第1の動き検出領域110Aは、第1の無線通信デバイス102Aと第3の無線通信デバイス102Cとの間の無線通信チャネルを提供し、第2の動き検出領域110Bは、第2の無線通信デバイス102Bと第3の無線通信デバイス102Cとの間の無線通信チャネルを提供する。動作の幾つかの態様では、無線通信チャネル(ネットワークトラフィック用の無線通信チャネルから切り離された又はそれと共有した)上で送信される無線信号は、或る空間内の物体の移動を検出するのに使用される。物体は、任意のタイプの静的又は移動可能物体とすることができ、生物又は無生物とすることができる。例えば、物体は、人間(例えば、図1に示されている人物106)、動物、無生物の物体、又は別のデバイス、装置もしくは組立体、空間の境界の全部もしくは一部を規定する物体(例えば、壁、ドア、窓など)、又は別のタイプの物体とすることができる。
【0028】
図2A及び図2Bは、無線通信デバイス204A、204B、204Cの間で伝達される例示的な無線信号を示す図である。無線通信デバイス204A、204B、及び204Cは、例えば、図1に示されている無線通信デバイス102A、102B、及び102C、又は他のタイプの無線通信デバイスとすることができる。例示的な無線通信デバイス204A、204B、及び204Cは、空間200を通って無線信号を送信する。例示的な空間200は、この空間200の1又は2以上の境界で完全に又は部分的に取り囲むこと又は開放することができる。空間200は、部屋の内部、複数の部屋、ビル、屋内領域、屋外領域、又は同様のものとすること或いはそれらを含むことができる。第1の壁202A、第2の壁202B、及び第3の壁202Cは、図示の例において空間200を少なくとも部分的に取り囲む。
【0029】
図2A及び図2Bに示されている例では、第1の無線通信デバイス204Aは、無線信号を繰り返して(例えば、周期的に、断続的に、又はスケジュール設定された、スケジュール設定されていない、もしくはランダムな間隔などで)送信するように動作することができる。第2の無線通信デバイス204B及び第3の無線通信デバイス204Cは、無線通信デバイス204Aによって送信されたものに基づいて信号を受信するように動作することができる。無線通信デバイス204B及び204Cは、各々、モデム(例えば、図1Bに示されているモデム112)を有しており、このモデムは、受信した動き検出信号を処理して、空間200内の物体の動きを検出するように構成される。
【0030】
図示のように、物体は、図2Aにおける第1の位置214Aに存在し、物体は、図2Bにおける第2の位置214Bに移動している。図2A及び図2Bでは、空間200内の移動物体は、人間として表されているが、移動物体は、別のタイプの物体とすることができる。例えば、移動物体は、動物、無生物の物体(例えば、システム、デバイス、装置、又は組立体)、空間200の境界の全部又は一部分を規定する物体(例えば、壁、ドア、窓など)、又は別のタイプの物体とすることができる。
【0031】
図2A及び図2Bに示されているように、第1の無線通信デバイス204Aから送信された無線信号の複数の例示的な経路が、破線で示されている。無線信号は、第1の信号経路216に沿って、第1の無線通信デバイス204Aから送信されて、第1の壁202Aから第2の無線通信デバイス204Bに向かって反射する。無線信号は、第2の信号経路218に沿って、第1の無線通信デバイス204Aから送信されて、第2の壁202B及び第1の壁202Aから第3の無線通信デバイス204Cに向かって反射する。無線信号は、第3の信号経路220に沿って、第1の無線通信デバイス204Aから送信されて、第2の壁202Bから第3の無線通信デバイス204Cに向かって反射する。無線信号は、第4の信号経路222に沿って、無線通信デバイス204Aから送信されて、第3の壁202Cから第2の無線通信デバイス204Bに向かって反射する。
【0032】
図2Aでは、無線信号は、第5の信号経路224Aに沿って、第1の無線通信デバイス204Aから送信されて、第1の位置214Aにある物体から第3の無線通信デバイス204Cに向かって反射する。図2Aと図2Bとの間で、物体の表面は、空間200内で第1の位置214Aから第2の位置214B(例えば、第1の位置214Aからある距離離れた)に移動する。図2Bでは、無線信号は、第6の信号経路224Bに沿って、第1の無線通信デバイス204Aから送信されて、第2の位置214Bにある物体から第3の無線通信デバイス204Cに向かって反射する。図2Bに示されている第6の信号経路224Bは、第1の位置214Aから第2の位置214Bへの物体の移動に起因して、図2Aに示されている第5の信号経路224Aより長い。幾つかの実施例では、信号経路は、空間内の物体の移動に起因して追加、削除、又はそれ以外の場合には、変更することができる。
【0033】
図2A及び図2Bに示されている例示的な無線信号は、これらの信号のそれぞれの経路を通って減衰、周波数シフト、位相シフト、又は他の影響を体験し、例えば壁202A、202B、及び202Cを介して別の方向に伝播する部分を有することができる。幾つかの実施例では、無線信号は、無線周波数(RF)信号である。無線信号は、他のタイプの信号を含むことができる。
【0034】
図2A及び図2Bに示されている例では、第1の無線通信デバイス204Aは、無線信号を繰り返して送信することができる。具体的には、図2Aは、第1の時間に第1の無線通信デバイス204Aから送信された無線信号を示しており、図2Bは、第2の後の時間に第1の無線通信デバイス204Aから送信された同じ無線信号を示している。送信信号は、連続的、周期的、ランダム又は断続的な時間など或いはそれらの組み合わせで送信することができる。送信信号は、或る周波数帯域幅内に幾つかの周波数成分を有することができる。送信信号は、無指向性、指向性、又はそれ以外の方法で、第1の無線通信デバイス204Aから送信することができる。図示の例では、無線信号は、空間200内の複数のそれぞれの経路を通過し、各経路に沿った信号は、経路損失、散乱、反射などに起因して減衰して、位相オフセット又は周波数オフセットを有することができる。
【0035】
図2A及び図2Bに示されているように、様々な経路216、218、220、222、224A、及び224Bからの信号は、第3の無線通信デバイス204C及び第2の無線通信デバイス204Bにおいて組み合わされて受信信号を形成する。送信信号に対する空間200内の複数の経路の影響により、空間200は、送信信号が入力され、受信信号が出力される伝達関数(例えば、フィルタ)として表すことができる。或る物体が空間200内で移動するときに、信号経路において信号に影響を与えていた減衰又は位相オフセットは変化することができ、従って、空間200の伝達関数は変化することができる。第1の無線通信デバイス204Aから同じ無線信号が送信されると仮定すると、空間200の伝達関数が変化した場合、この伝達関数の出力、すなわち受信信号は、同様に変化する。この受信信号の変化は、物体の動きを検出するのに使用することができる。
【0036】
数学的に言えば、第1の無線通信デバイス204Aから送信される送信信号f(t)は、以下の式(1)に従って表すことができ、
ここで、ωnは、送信信号のn番目の周波数成分の周波数を表し、Cnは、n番目の周波数成分の複素係数を表し、tは時間を表す。送信信号f(t)が第1の無線通信デバイス204Aから送信されている場合、経路kからの出力信号rk(t)は、以下の式(2)に従って表すことができ、
ここで、αn,kは、経路kに沿ったn番目の周波数成分に関する減衰係数(又はチャネル応答、例えば、散乱、反射及び経路損失に起因)を表し、φn,kは、経路kに沿ったn番目の周波数成分に関する信号の位相を表す。この時、無線通信デバイスにおける受信信号Rは、以下の式(3)で示される、全ての経路から無線通信デバイスへの全ての出力信号rk(t)の総和として表すことができる。
式(2)を式(3)に代入すると、以下の式(4)が得られる。
【0037】
次に、無線通信デバイスにおける受信信号Rを解析することができる。無線通信デバイスにおける受信信号Rは、例えば高速フーリエ変換(FFT)又は別のタイプのアルゴリズムを使用して周波数領域に変換することができる。この変換信号は、受信信号Rを、1つの値がそれぞれの周波数成分(n個の周波数ωnにおける)の各々に対応する一連のn個の複素値として表すことができる。周波数ωnにおける周波数成分に関して、複素値Hnは、以下の式(5)のように表すことができる。
【0038】
所与の周波数成分ωnに対する複素値Hnは、その周波数成分ωnにおける受信信号の相対的な大きさ及び位相オフセットを示す。物体が空間内を移動するときに、複素値Hnは、空間変化のチャンネル応答αn,kに起因して変化する。従って、チャネル応答で検出された変化は、通信チャネル内の物体の移動を示すことができる。場合によっては、ノイズ、干渉、又は他の現象が、受信器によって検出されるチャネル応答に影響を与える場合があり、動き検出システムは、このような影響を低減又は分離して動き検出能力の精度及び品質を高めることができる。
【0039】
一部の実施構成では、チャネル応答は、以下のように表すことができる。
場合によっては、空間に関するチャネル応答は、例えば、推定値の数学理論に基づいて決定することができる。例えば、基準信号Refは、候補チャネル応答(hch)を用いて変更され、次に、最大尤度手法が、受信信号(Rcvd)に最適にマッチした候補チャネルを選択するのに使用できる。


これは、数学的に、以下のように示すことができ、
以下の最適基準が用いられる。
最小化又は最適化処理は、最小二乗平均(LMS)、再帰的最小二乗法(RLS)、バッチ最小二乗法(BLS)などの適応フィルタリング手法を利用することができる。チャネル応答は、有限インパルス応答(FIR)フィルタ、無限インパルス応答(IIR)フィルタなどとすることができる。
【0040】
上記の式に示されているように、受信信号は、基準信号とチャネル応答との畳み込みとみなすことができる。畳み込み演算は、チャネル係数が、基準信号の遅延レプリカの各々とある程度の相関を有することを意味する。従って、上記の式に示されている畳み込み演算は、受信信号が異なる遅延ポイントに現れ、各遅延レプリカがチャネル係数によって重み付けされることを示す。
【0041】
図2C及び図2Dは、図2A及び図2Bにおける無線通信デバイス204A、204B、204C間で伝達される無線信号から計算されたチャネル応答260、270の例を示すプロットである。図2C及び図2Dは更に、無線通信デバイス204Aによって送信された初期無線信号の周波数領域表現250を示している。図2Cにおけるチャネル応答260は、図2Aにおける無線通信デバイス204Bで受信した信号(物体が空間200内を移動する前)を表し、図2Dにおけるチャネル応答270は、図2Bにおける無線通信デバイス204Bで受信した信号(物体が空間200内を移動した後)を表す。
【0042】
図2C及び図2Dに示されている例では、例示のために、無線通信デバイス204Aは、周波数領域表現250に示されるように、平坦な周波数プロファイル(各周波数成分f1、f2、及びf3の大きさが同じ)を有する信号を送信する。信号と空間200(及び空間内の物体)との相互作用により、無線通信デバイス204Aから送られた信号に基づき無線通信デバイス204Bで受信した信号は、送信信号と異なるように見える。送信信号が平坦な周波数プロファイルを有する場合のこの例では、受信信号は、空間200のチャネル応答を表す。図2C及び図2Dに示されているように、チャネル応答260、270は、送信された信号の周波数領域表現250と異なる。動きが空間200内で生じた場合、チャネル応答における変動が同様に生じる。例えば、図2Dに示されていように、物体の第2の位置(図2Bに図示)にある物体に関連するチャネル応答270は、物体の第1の位置(図2Aに図示)にある物体に関連するチャネル応答260と異なるものである。従って、物体の動きは、チャネル応答及びその変動を解析することによって検出することができる。
【0043】
図3は、チャネル応答における異なるタイプの変動に基づいて動きを検出するための例示的なシステム300のブロック図である。図3に示されている例示的なシステム300は、第1の変動検出器304、第2の変動検出器306、ゲート308、及び動き検出器310を含む。本システムは、追加の又は異なる構成要素を含むことができ、構成要素は、図3に関して説明したように又は別の方法で動作することができる。一部の環境では、システム300の一部又は全ての構成要素は、例えば、無線通信デバイス114内のプロセッサ114によって又は別のタイプのデータ処理装置(例えば、無線センサーデバイスから離れたサーバ上)によって実行される1又は2以上のソフトウェアモジュールとして、ソフトウェア又はファームウェアで実装される。一部の環境では、システム300の一部又は全ての構成要素は、例えば1又は2以上のFPGA、ASIC、又は他のタイプのプログラマブルハードウェアとしてハードウェアで実装される。
【0044】
図示の例では、チャネル応答302は、変動検出器304及び306の各々によって解析される。チャネル応答302は、空間を通って送信された無線信号に基づいており、図2C、図2Dのチャネル応答260、270に類似したものとすることができる。図示の例では、変動検出器304、306は、各々、チャネル応答302における異なるタイプの変動を検出するように動作することができる。幾つかの実施構成では、第1の変動検出器304は、チャネル応答302において、干渉信号(例えば、帯域外(OOB)干渉信号)に通常起因するタイプの変動を検出するように構成され、その一方、第2の変動検出器306は、無線信号が通過した空間内で生じた動きに通常起因するタイプの変動を検出するように構成される。両方のタイプの変動(第1の変動検出器304によって検出されるタイプの変動及び第2の変動検出器306によって検出されるタイプの変動)は、経時的に生じる変動である。例えば、変動検出器304及び306は、以前に受信したチャネル応答のセットを有するチャネル応答302を解析すること(例えば、比較することなど)に基づいて、それぞれのタイプの変動を検出することができる。
【0045】
動き検出における誤りを低減又は防止するために、第1のタイプの変動の大きさが、ゲート308への入力として使用でき、このゲートは、第2のタイプの変動に関する情報が、動き検出器310によって実行される動き検出処理への入力であることを許可又は防止することができる。例えば、第1のタイプの変動が、典型的に、干渉信号により誘導されるタイプの変動を表し、第2のタイプの変動が、典型的に、空間内の動きにより誘導されるタイプの変動を表す場合、ゲート308は、第1の変動の大きさが特定の閾値(低い又は最小の干渉を示すことができる)を下回る場合、第2のタイプの変動に関する情報のみが、動き検出器310によって処理されることを許可することができる。このことは、干渉信号が空間に存在する場合、動き検出処理が、動きの誤検出などの誤りをもたらすことを防止することができる。逆に、第1の変動の大きさが閾値(高レベルの干渉を示す可能性がある)を上回る場合、第2のタイプの変動に関する情報が動き検出器310によって処理されることを阻止することができる。従って、動き検出器310が動き検出処理を実行することが防止できるか、又は動き検出処理は、他の入力(例えば、別の情報源からの)に基づいて実行することができる。幾つかの実施構成では、チャネル応答302は、以下で説明するように、ベクトル周波数領域におけるチャネルベクトルで表すことができる。第1のタイプの変動及び第2のタイプの変動は、以下に説明するように、ベクトル周波数領域での軸へのチャネルベクトルの射影に基づいて検出することができる。
【0046】
一部の事例では、干渉は、チャネル応答への影響をもたらし、干渉は、第2のタイプの変動と比較して、主に第1のタイプの変動として観測される。例えば、特定のタイプの干渉は、主に、チャネル応答に均一なシフトをもたらす場合がある。一例として、帯域外(OOB)又はチャネル外(OOC)干渉は、主にチャネル応答の全ての要素を上又は下にシフトし、それによって、チャネル応答値が、有意な量だけ増加又は減少する場合がある。このような場合、第1の変動検出器304は、チャネル応答における均一なシフト(例えば、閾値よりも大きい量だけの均一な増加又は減少)を監視することができる。
【0047】
一部の事例では、空間内の物体の動きは、チャネル応答に影響を与え、この動きは、主に、第1のタイプの変動と比較して、第2のタイプの変動として観測される。例えば、空間内の動きは、主にチャネル応答における値のサブセットのみをシフトすることができる。一例として、動きは、主に、チャネル応答の1つ又は2つの要素の位相又は大きさを変化させ、従って、チャネル応答を不均一に増加又は減少させることができる。このような場合、第2の変動検出器306は、チャネル応答における不均一なシフト(例えば、閾値よりも大きい量だけの不均一な増加又は減少)を監視することができる。
【0048】
一部の事例では、干渉は、第2のタイプの変動として観測できる二次的な影響をもたらす。従って、第1の変動検出器304が、有意の干渉を観測した場合、ゲート308は、動き検出器310が、チャネル応答302に基づいて動き検出処理を実行することを防止することができる。第1の変動検出器304が、有意な干渉を観測しない場合には、ゲート308は、動き検出器310が、チャネル応答302に基づいて動き検出処理を実行することを許可することができる(例えば、第2の変動検出器306によって観測される変動を解析することにより)。
【0049】
図4は、チャネル応答における異なるタイプの変動に基づいて動きを検出するための例示的な処理400を示すフローチャートである。データ処理装置は、例示的な処理400の動作を実行して空間内の物体の動きを検出することができる。例えば、処理400における動作は、図3に示されている例示的なシステム300によって又は別のタイプのシステムによって実行することができる。図1に示されている例を参照すると、無線通信デバイス102Cのプロセッサ114は、例示的な処理400の動作を実行して、無線通信デバイス102A、102Bの一方又は両方から送信された無線信号に関連するチャネル応答に基づいて人物106の動きを検出することができる。場合によっては、例示的な処理400は、無線通信デバイスに通信可能に結合されたサーバ又は他のコンピューティングデバイスなどの、無線通信デバイス以外のシステムによって実行することができる。例示的な処理400は、別のタイプのデバイスによって実行することができる。例示的な処理400は、追加の動作又は異なる動作を含むことができ、これらの動作は、図示の順序又は別の順序で実行することができる。一部の事例では、図4に示される動作のうちの1又は2以上は、複数の演算、サブプロセス、又は他のタイプのルーチンを含むプロセスとして実装される。一部の事例では、動作は、組み合わせること、別の順序で実行すること、並行して実行すること、反復すること、或いはそれ以外の場合には、繰り返すこと、又は別の方法で実行することができる。
【0050】
402において、チャネル応答が得られる。チャネル応答は、無線通信デバイスによって空間を通って送信された無線信号に基づくことができる。例えば、図2A及び図2Bを参照すると、チャネル応答は、無線通信デバイス204Aによって空間200を通って送信され、無線通信デバイス204B、204Cのうちの1つで受信した無線信号に基づくことができる。チャネル応答は、周波数範囲内の幾つかのサブキャリア周波数の各々に関する一連の複素値を含むことができる。図2C及び図2Dを参照すると、チャネル応答は、例えば、サブキャリア周波数f1、f2、及びf3の各々に関する複素値を含むことができる。幾つかの実施例では、チャネル応答は、別の数のサブキャリア周波数(例えば、12、16、32、又は別の数のサブキャリア周波数)によって規定される。
【0051】
404において、チャネル応答における第1のタイプの変動及び第2のタイプの変動が識別される。第1のタイプの変動及び第2のタイプの変動は、402で得られたチャネル応答を、以前に得られたチャネル応答のセットを用いて解析する(例えば、比較する、又はそれ以外の方法で解析する)ことにより識別することができる。幾つかの実施構成では、第1のタイプの変動は、典型的に、干渉が空間内に存在する場合、チャネル応答において確認される変動を含み、第2のタイプの変動は、典型的に動きに関連するチャネル応答において確認される変動のタイプを含む。後述するように、2つの変動タイプは、周波数ベクトル領域で検出された変動に基づくことができる。
【0052】
406において、第1のタイプの変動の大きさが、閾値と比較される。閾値は、動き検出処理に影響を与える(例えば、この処理において誤りをもたらす)場合がある干渉信号で確認される変動の大きさに基づくことができる。この大きさが、閾値を下回っている(例えば、空間内の何れの干渉も動き検出処理に影響を与える可能性が低いことを示す)場合、動き検出処理が、408において実行されて、物体の動きが、第2のタイプの変動に基づいて検出される。動き検出処理は、第2のタイプの変動に関する情報(例えば、複素周波数成分)を以前に得られたチャネル応答に関する情報と比較して、第2のタイプの変動が空間内の物体の動きを示すか否かを判定することができる。例えば、動き検出処理は、402で得られたチャネル応答の1又は2以上の統計パラメータ(例えば、チャネル応答の周波数成分の統計パラメータ)を解析して、物体が空間内で移動しているか否かを判定することができる。しかしながら、第1のタイプの変動の大きさが、閾値を上回る場合には、410において、第2のタイプの変動に基づいて、動き実行処理を実行することが防止される。例えば、第2のタイプの変動に関する情報は、破棄すること、又はそれ以外の場合には、動き検出処理において考慮しないことができる。
【0053】
図5A及び図5Bは、例示的なチャネル応答504と、周波数ベクトル領域514におけるチャネル応答504のベクトル表現512とを示す図である。図5Aにおけるプロット502は、例示的なチャネル応答504と、チャネル応答504に作用する帯域外(OOB)又はチャネル外(OOC)干渉源506とを含む。図示の例では、チャネル応答504は、受信した無線信号の解析から得られた特定のサブキャリア周波数(f1、f2、f3)(それぞれ)における周波数成分(a、b、c)を含む。周波数成分は、振幅及び位相を含む複素値とすることができる。場合によっては、周波数成分は、異なるサブキャリア周波数でのチャネル応答のサンプリング値を表す。チャネル応答504は、サブキャリア周波数における周波数成分に基づいてベクトル形式で表すことができる。例えば、図5Bに示されている例では、チャネル応答504は、ベクトルX=(a、b、c)によって表され、相互に直交する軸(f1、f2、f3)によって規定される周波数ベクトル領域514にマッピングされる。
【0054】
図示の例では、チャネル応答504は、干渉源506が存在しない空間に対して無線通信デバイスによって確認される定常状態チャネル応答を表す。しかしながら、図5Aに示される干渉源506が存在する場合には、チャネル応答504は、点線508で示されるものと同様のわずかな変動を受ける場合がある。例えば、干渉源506は、無線通信デバイスの無線サブシステムの実効利得の変化を引き起こす場合があり、その結果、次に、点線508で示される大きさの変化が生じる場合がある。これらの変化は、周波数スペクトルにわたって均一である場合、又は不均一である場合がある(例えば、利得の変化が、周波数成分ごとに異なる場合がある)。
【0055】
これらの変動を受けるチャネル応答は、周波数ベクトル領域における単一の方向と実質的に一直線になったチャネルベクトルにマッピングされる。例えば、チャネルベクトル512は、図5Bにおける点線518で示されるように、周波数ベクトル領域における変動を受けるが、変動全体にわたって軸v1で示されている方向と実質的に一直線(すなわち、平行)になったままである。例えば、変化を受けている間、軸v1へのチャネルベクトル512の射影は、チャネルベクトル512の大きさの約90%より大きく、軸v2及びv3へのチャネルベクトル512の射影は、小さくなる。しかしながら、動きが空間内で生じた場合には、チャネル応答は、非常に異なる変動を受けることができ、動きベースのチャネル応答に関連するチャネルベクトルは、軸v1で示される方向に直交する1又は2以上の他の方向に射影することができる。例えば、空間内の動きに関連するチャネル応答は、図5Bに示されているv2及びv3軸(軸v1に直交する)の両方に実質的に射影するチャネルベクトルを有することができる。
【0056】
従って、幾つかの実施構成では、動き検出処理は、以前に得られたチャネル応答に基づいて周波数ベクトル領域における直交軸のセットを決定及び確立することができる。新たに得られたチャネル応答は、次に、これらの軸によって規定された領域におけるチャネルベクトルに変換されて、動きが空間内で生じたか否かが検出できる。例えば、図示の例では、軸(v1、v2、v3)によって規定された周波数ベクトル領域516は、図5Aのチャネル応答504に類似し以前に得られたチャネル応答のセット(例えば、点線508で示されているのと同様の変動を受けるチャネル応答のセット)に基づいて決定及び確立することができる。第1の軸v1は、動きが存在しないときにチャネルが典型的な摂動を受ける方向に基づいて規定でき(例えば、チャネルベクトルのセットが整列する一次方向に基づいて)、軸v2及びv3は、軸v1に直交する(更に、互いに)と規定することができる。軸v2に関して選択された直交方向に対して、干渉に起因するチャネルの変動は、軸v2の方向に小さな射影を有することができる。更に、軸v3は、v1及びv2の両方に直交しているため、干渉に起因するチャネルの変動は、その方向にゼロから無視できる程度の量の射影を有することができる。従って、幾つかの実施構成では、軸v3、又は軸v1に直交する別の軸は、干渉に対して比較的静かなままである(例えば、チャネルベクトルの小さな射影)が、動きが空間内で生じるときに強く反応する弁別器として使用することができる。幾つかの実施構成では、軸は、互いに完全に直交しない場合がある。むしろ、各軸が、他の軸の範囲の零空間に十分に近い限り、本明細書で説明する手法は、干渉ベースのチャネル変動と動きベースのチャネル変動とを区別することを可能にすることができる。
【0057】
従って、幾つかの実施構成では、新しいチャネル応答が得られたときに、この応答は、領域516におけるチャネルベクトルとしてマッピングされて、領域516の軸への射影が決定できる。チャネルベクトルが、実質的に軸v1に射影し、無視できる程度にのみ軸v2及び軸v3に射影する(例えば、軸v2及び軸v3の各々への射影の大きさが、チャネルベクトル自体の大きさの5%より小さい)場合には、動き検出処理は、動きが空間内で生じていないと判定することができる。チャネルベクトルが、より実質的に軸v2及び軸v3の一方又は両方に射影される場合には、動き検出処理は、動きが空間内で生じたと判定することができる。図6から図7は、新しく受信されこれらの手法に従って解析されたチャネル応答の例を表している。
【0058】
場合によっては、動きを検出するのに選択される軸は、ファットテールメトリック(fat-tail metric)に基づいて決定することができる。異なる軸の方向のチャネルベクトルで確認されるランダムなスパイクは、異常値の確率密度を求めることができるファットテール計算機で測定することができる。場合によっては、ファットテールメトリックは、平均絶対偏差(ランダム変数とその平均値との間の平均絶対距離を測定する)と標準偏差(ランダム変数とその平均値との間の平均平方距離を測定する)の比率を含む。この比率は、サンプル内の異常値によって不均衡に影響を受けるため、比率がゼロに近い(分布の裾が太い)ほど、干渉源は、より瞬間的である。従って、動きを検出するための軸は、最小のファットテールメトリックを有する軸として選択することができる。
【0059】
場合によっては、新しいチャネルベクトルの射影がサンプリングされて、何らかの変化がチャネルに生じたか否か(例えば、新しい干渉源が存在するか否か)が判定することができる。動きを検出するための軸の新しい選択は、第1の主成分(第1の軸を規定する成分)の射影の変化が検出された場合、行うことができる。この変化は、密度関数又は別の堅牢な統計推定器に基づいて検出することができる。
【0060】
図5から図7の周波数ベクトル領域516の軸は、反復推定処理を使用して決定することができる。例えば、幾つかの実施構成では、周波数ベクトル領域516の軸は、この軸へのチャネルベクトルの射影に基づいて残余誤差の期待値を低減することにより決定される。このことは、一部の実施構成では、式(9)を最小にすることによって行うことができ、
以下の条件下にあり、

誤差関数であり、xは、チャネルベクトルであり、viは、周波数ベクトル領域におけるi番目の軸を表し、式(10)は、互いに直交する軸が決定されるように、式(9)を制約する。場合によっては、軸は、長期の傾向を保持する再帰的な忘却係数を用いて連続する更新情報のセットによって決定することができる。幾つかの実施構成では、軸は、例えば、再帰的最小二乗法、制約付き最小二乗法、バッチ最小二乗法、又は別のタイプの最小二乗法などの最小二乗法を使用して決定される。
【0061】
幾つかの実施構成では、周波数ベクトル領域の軸は、新しいチャネル応答が得られるときに、更新することができる。場合によっては、軸は、平均二乗誤差の確率的更新方法を使用して更新することができる。例えば、第1の軸は、式(11)及び(12)に従って更新でき、

第2の軸は、式(13)から(15)に従って更新でき、


第3の軸は、式(16)から(18)に従って更新することができる。


ここで、x(k)は、瞬間的なチャネルベクトルを表し、yiは、i番目の軸の方向でのチャネルベクトルの射影を表し、μ3は、忘却係数を表し、vi(k+1)は、軸v1の更新された方向を表す。より高い次元の周波数ベクトル領域における追加の軸(例えば、第4の軸)は、同様の方法で更新できる。
【0062】
一般に、チャネル応答は、整数n個の点を含むことができ、n次元周波数ベクトル領域において表すことができ、n個の直交軸は、n次元周波数ベクトル領域において規定することができる。例えば、各々が16個の点を有するチャネル応答が解析される場合には、16個の要素の周波数ベクトルは、16次元の周波数ベクトル領域において規定することができる。一部の事例では、nより小さい直交軸が、チャネル応答における変動を解析するのに使用される。例えば、各々が16個の点を有するチャネル応答が解析される場合、一部の事例では、動きは、周波数ベクトル領域における少数(例えば、2、3、4、5)の直交軸のみを使用して正確に検出することができる。
【0063】
図6A及び図6Bは、例示的なチャネル応答604と、図5Bの周波数ベクトル領域516におけるチャネル応答604のベクトル表現612とを示す図である。図示の例では、チャネル応答604は、図5Aの干渉源506に類似するか又はそれと同じあり得る干渉源606に影響されるチャネル応答504を表す。図示のように、例示的なチャネル応答604は、周波数範囲にわたって(チャネル応答604の周波数領域にわたって)大きさがわずかに増加することで図5Bのチャネル応答504と異なる。チャネル応答504と同様に、チャネル応答604は、サブキャリア周波数での周波数成分に基づいてベクトル形式で表すことができる。例えば、図6Bに示されている例では、チャネル応答604は、ベクトルX1=(a1、b1、c1)で表され、軸(v1、v2、v3)で規定される周波数ベクトル領域516にマッピングされる。図6Bに示されているように、周波数ベクトル領域516にマッピングされた場合、チャネル応答604を表すチャネルベクトル612は、軸v1と実質的に整列し、v1軸への大きな射影616が生じ、v2軸への比較的小さな射影618が生じ、v3軸への射影が生じない。図示の例では、チャネルベクトル612は、軸v3に射影されないため、動き検出処理は、チャネル応答604が空間内の動きを示しておらず、むしろ、他の影響(例えば、干渉源606)に基づくチャネル応答の変動を示していると判定することができる。
【0064】
図7A及び図7Bは、例示的なチャネル応答704と、周波数ベクトル領域516におけるチャネル応答704のベクトル表現712とを示す図である。図示の例では、チャネル応答704は、図5Aの干渉源506と類似すること又はそれと同じとすることができる干渉源706、及び信号708に影響されるチャネル応答504を表す。図示のように、例示的なチャネル応答704は、図5Bのチャネル応答504と異なるものであり、周波数範囲にわたって不均一である。チャネル応答604と同様に、チャネル応答704は、サブキャリア周波数での周波数成分に基づいてベクトル形式で表すことができる。例えば、図7Bに示されている例では、チャネル応答704は、ベクトルX2=(a2、b2、c2)で表され、軸(v1、v2、v3)で規定された周波数ベクトル領域516にマッピングされる。図7Bに示されているように、周波数ベクトル領域516にマッピングされた場合、チャネル応答704を表すチャネルベクトル712は、v1軸への射影716、v2軸への射影718、及びv3軸への射影720をもたらす。図示の例では、動き検出処理は、チャネルベクトル712がv3軸への射影720をもたらすということから、チャネル応答704が、他の影響(例えば、干渉源706)に基づくチャネル応答の単なる変動ではなく、空間内の物体の動きを示すと判定することができる。
【0065】
図5から図7に示されている例における周波数ベクトル領域516は、3つのサブキャリア周波数に基づいているが(説明を容易にするため)、周波数ベクトル領域(従って、チャネル応答を表すチャネルベクトル)は、4、8、16、又は32個のサブキャリア周波数又は軸などの任意の数のサブキャリア周波数(従って、軸)に基づくことができる。加えて、上記の例は、動きが、軸v1に直交する軸のうちの1つにおける射影に基づいて推測できることを説明しているが、動きは、周波数ベクトル領域における任意の軸又は任意の軸の組み合わせにおける射影によって推測することができる。
【0066】
図8は、チャネル応答における異なるタイプの変動に基づいて動きを検出するための例示的な処理800を示すフローチャートである。データ処理装置が、例示的な処理800の動作を実行して空間内の物体の動きを検出することができる。例えば、処理800の動作は、図3に示されている例示的なシステム300によって又は別のタイプのシステムによって実行することができる。図1に示されている例を参照すると、無線通信デバイス102Cのプロセッサ114は、例示的な処理800の動作を実行して、無線通信デバイス102A、102Bの一方又は両方から送信された無線信号に関連するチャネル応答に基づいて人物106の動きを検出することができる。場合によっては、例示的な処理800は、無線通信デバイスに通信可能に結合されたサーバ又は他のコンピューティングデバイスなどの無線通信デバイス以外のシステムによって実行される。例示的な処理800は、別のタイプのデバイスによって実行することができる。例示的な処理800は、追加の動作又は異なる動作を含むことができ、動作は、図示の順序又は別の順序で実行することができる。一部の事例では、図8に示されている動作のうちの1又は2以上は、複数の演算、サブプロセス、又は他のタイプのルーチンを含むプロセスとして実行される。一部の事例では、動作は、組み合わせること、別の順序で実行すること、並行して実行すること、反復すること、或いはそれ以外の場合には、繰り返すこと、又は別の方法で実行することができる。
【0067】
802において、チャネル応答のセットが得られる。チャネル応答は、無線通信デバイスによって第1の時間期間中に空間を通って送信された無線信号に基づくことができる。例えば、図2A及び図2Bを参照すると、802において得られるチャネル応答は、無線通信デバイス204B、204Cのうちの1つで受信した信号に基づくことができ、この信号は、無線通信デバイス204Aによって空間200を通って送信された無線信号に基づく。チャネル応答は、周波数範囲内の特定のサブキャリア周波数に関する値を含むことができる。例えば、図2C及び図2Dを参照すると、チャネル応答は、サブキャリア周波数f1、f2、及びf3又は追加のサブキャリア周波数の値を含むことができる。
【0068】
804において、周波数ベクトル領域における直交軸のセットが、チャネル応答のセットから決定される。チャネル応答のセットは、以前に受信した信号のセットに基づくことができ、軸は、例えば、最小二乗平均処理、再帰的最小二乗処理、制約付き最小二乗処理、又はバッチ最小二乗処理などの最小二乗処理を使用してベクトル方程式を最小にすることによって決定することができる。例えば、軸は、上記の式(9)を最小にすることによって決定することができる。幾つかの実施構成では、軸を決定するステップは、802において得られたチャネル応答を周波数ベクトル領域で表すチャネルベクトルの整列(alignments)に基づいて、周波数ベクトル領域における第1の軸を規定するステップと、各々が第1の軸及び他の第2の軸に直交する、周波数ベクトル領域での第2の軸を規定するステップとを含む。例えば、図5A及び図5Bに示されている例を参照すると、軸v1は、チャネル応答が周波数ベクトル領域で整列する一次方向を表し、次に、軸v2及びv3は、軸v1に直交するとともに互いに直交するように規定することができる。
【0069】
軸のうちの1つが、動き射影軸(motion projection axis)として選択され、動きは、この動き射影軸への新しく得られたチャネルベクトルの射影に基づいて検出することができる。例えば、図6及び図7に示されている例では、軸v3が、動き射影軸として選択され、動きは、この軸への射影に基づいて検出される。動き射影軸は、直交軸のセットの各軸に関するファットテールメトリックを決定することによって選択することができる。各軸に関するファットテールメトリックは、802において得られたチャネル応答を周波数ベクトル領域で表すベクトルの軸への射影の分布(distribution of projections)に基づくことができる。幾つかの実施構成では、各軸に関するファットテールメトリックは、軸への射影の分布の平均絶対偏差を、軸への射影の分布の標準偏差で割ったものに基づく。
【0070】
806において、新しいチャネル応答が得られる。新しいチャネル応答は、第2の時間期間中(第1の時間期間の後)、空間を通って送信された無線信号に基づくことができる。808において、周波数ベクトル領域において新しいチャネル応答を表すチャネルベクトルが決定される。チャネルベクトルの要素は、それぞれのサブキャリア周波数での受信無線信号の周波数成分に基づくことができる。例えば、図7A及び図7Bに示されている例を参照すると、チャネルベクトルX2の要素は、チャネル応答704のサブキャリア周波数f1、f2、及びf3における周波数成分a2、b2、及びc2であり、チャネルベクトル712は、周波数ベクトル領域においてチャネル応答704を表す。
【0071】
810において、生じた動き(例えば、第1の時間期間と第2の時間期間との間)は、直交軸のセットのうちの1つへのチャネルベクトルの射影に基づいて検出される。動きは、808において決定されたチャネルベクトルの、804において選択された動き射影軸への射影に基づいて検出することができる。場合によっては、動きは、選択された軸への射影に関する閾値との比較に基づいて検出することができる。例えば、軸v3が動き射影軸として選択される場合の、図7A及び図7Bに示されている例を参照すると、射影720(軸v3への)の大きさが特定の閾値を上回るため、動きは、チャネル応答704に基づいて検出することができる。
【0072】
幾つかの実施構成では、軸のセットは、新しく得られたチャネル応答に基づいて更新することができる。例えば、第3のチャネル応答は、第3の時間期間中に空間を通って送信された無線信号に基づいて得ることができる。第3のチャネル応答は、周波数ベクトル領域においてチャネルベクトルとして表すことができる。軸へのチャネルベクトルの射影での変化が検出された場合、直交軸の第2のセット(更新された)が、周波数ベクトル領域において決定できる。軸の第2のセットは、式(9)などのベクトル方程式を最小にすることなどによって、軸の第1のセットと同様の方法で決定することができる。
【0073】
本明細書で説明する主題及び動作の一部は、デジタル電子回路、又は本明細書で開示される構造及びそれらの構造上の均等物を含むコンピュータソフトウェア、ファームウェア、又はハードウェア、或いはそれらの1又は2以上の組み合わせで実装することができる。本明細書で説明する主題の一部は、1又は2以上のコンピュータプログラムとして、すなわち、コンピュータ可読記憶媒体上に符号化されて、データ処理装置によって、又はその動作を制御するように、実行されるコンピュータプログラム命令の1又は2以上のモジュールとして実装することができる。コンピュータ可読記憶媒体は、コンピュータ可読記憶装置、コンピュータ可読記憶基板、ランダムもしくはシリアルアクセスメモリアレイもしくはデバイス、又はそれらの1又は2以上の組み合わせとすること、或いはそれらに含めることができる。更に、コンピュータ可読記憶媒体は、伝播信号ではないが、コンピュータ可読記憶媒体は、人工的に生成された伝播信号に符号化されたコンピュータプログラム命令の情報源又は保存先とすることができる。コンピュータ可読記憶媒体はまた、1又は2以上の別個の物理的構成要素又は媒体(例えば、複数のCD、ディスク、又は他の記憶装置)とすること、又はそれらに含めることができる。
【0074】
本明細書で説明した動作の一部は、1又は2以上のコンピュータ可読記憶装置に格納された、又は他の情報源から受け取られたデータに対してデータ処理装置によって実行される動作として実装することができる。
【0075】
「データ処理装置」という用語は、データを処理する全ての種類の装置、デバイス及び機械を包含し、一例として、前述の、プログラマブルプロセッサ、コンピュータ、システムオンチップ、又は複数のシステムオンチップ、又は前述のものの組み合わせを含む。この装置は、例えばFPGA(フィールドプログラマブルゲートアレイ)又はASIC(特定用途向け集積回路)などの専用論理回路を含むことができる。この装置は更に、ハードウェアに加えて、例えばプロセッサファームウェア、プロトコルスタック、データベース管理システム、オペレーティングシステム、クロスプラットフォームランタイム環境、仮想マシン、又はこれらのうちの1つ又は2つ以上の組み合わせを構成するコードなどの、対象とするコンピュータプログラムの実行環境を形成するコードを含むことができる。
【0076】
コンピュータプログラム(プログラム、ソフトウェア、ソフトウェアアプリケーション、スクリプト、又はコードとしても知られている)は、コンパイラ型言語又はインタープリタ型言語、宣言型言語又は手続き型言語を含む任意の形式のプログラミング言語で記述することができ、コンピュータプログラムは、スタンドアロンプログラムとして、或いはモジュール、構成要素、サブルーチン、オブジェクト、又はコンピューティング環境で使用するのに適した他のユニットとしての形式を含む任意の形式で展開することができる。コンピュータプログラムは、必須ではないが、ファイルシステム内のファイルに対応することができる。プログラムは、プログラム専用の単一のファイル内の、又は複数の連係ファイル(例えば、1又は2以上のモジュール、サブプログラム、又はコードの一部分を格納するファイル)内の、他のプログラム又はデータ(例えば、マークアップ言語文書に格納された1又は2以上のスクリプト)を保持するファイルの一部分に格納することができる。コンピュータプログラムは、1つのコンピュータ上で実行されるように、或いは1つのサイトに位置するか又は複数のサイトに分散して通信ネットワークによって相互接続された複数のコンピュータ上で実行されるように展開することができる。
【0077】
本明細書で説明した処理及び論理フローの一部は、1又は2以上のコンピュータプログラムを実行する1又は2以上のプログラマブルプロセッサによって、入力データに作用して出力を生成することによって動作を行うように実行することができる。また、処理及び論理フローは、例えばFPGA(フィールドプログラマブルゲートアレイ)又はASIC(特定用途向け集積回路)などの専用論理回路によって実行することもでき、また、装置は、それらの回路として実装することもできる。
【0078】
コンピュータプログラムを実行するのに適したプロセッサは、一例として、汎用マイクロプロセッサ及び専用マイクロプロセッサの両方、並びに任意の種類のデジタルコンピュータのプロセッサを含む。一般に、プロセッサは、リードオンリメモリ又はランダムアクセスメモリ、或いはこれらの両方から命令及びデータを受け取る。コンピュータの要素は、命令に従って動作を実行するプロセッサと、命令及びデータを格納する1又は2以上のメモリデバイスとを含むことができる。また、コンピュータは、例えば、非磁性ドライブ(例えば、ソリッドステートドライブ)、磁気ディスク、光磁気ディスク、又は光ディスクなどの、データを格納する1又は2以上の大容量記憶装置を含むことができ、或いはそれらの間でデータの受け取り又はデータの転送、或いはこれら両方を行うように動作可能に結合することもできる。しかしながら、コンピュータは、このようなデバイスを有する必要がない。更に、コンピュータは、例えば電話機、タブレットコンピュータ、電子装置、携帯型オーディオもしくはビデオプレーヤ、ゲーム機、全地球測位システム(GPS)受信器、又はモノのインターネット(IoT)デバイス、マシンツーマシン(M2M)センサもしくはアクチュエータ、或いはポータブルストレージデバイス(例えば、ユニバーサルシリアルバス(USB)フラッシュドライブ)などの別のデバイスに組み込むことができる。コンピュータプログラム命令及びデータを格納するのに適したデバイスは、一例として、例示的な半導体メモリデバイス(例えば、EPROM、EEPROM、フラッシュメモリデバイスなど)、磁気ディスク(例えば、内部ハードディスク、リムーバブルディスクなど)、光磁気ディスク、並びにCD ROM及びDVD ROMディスクを含む全ての形態の不揮発性メモリ、媒体及びメモリデバイスを含む。一部の事例では、プロセッサ及びメモリは、専用論理回路によって補完すること又は専用論理回路に組み込むことができる。
【0079】
動作は、ユーザとの対話をもたらすために、ユーザへの情報を表示する表示デバイス(例えば、モニタ、又は別のタイプの表示デバイス)と、ユーザがコンピュータに入力を提供できるようにするキーボード及びポインティングデバイス(例えば、マウス、トラックボール、スタイラスペン、タッチセンサ式スクリーン、又は別のタイプのポインティングデバイス)とを有するコンピュータ上に実装することができる。ユーザとの対話をもたらすために他の種類のデバイスを使用することもでき、例えば、ユーザに提供されるフィードバックは、例えば、視覚フィードバック、聴覚フィードバック又は触覚フィードバックなどの任意の形態の感覚フィードバックとすることができ、ユーザからの入力は、音響入力、音声入力又は触覚入力を含む任意の形態で受け取ることができる。加えて、コンピュータは、ユーザが使用するデバイスとの間で文書を送受信することによって、例えば、ウェブブラウザから受け取った要求に応答してユーザのクライアントデバイス上のウェブブラウザにウェブページを送ることによって、ユーザと対話することができる。
【0080】
コンピュータシステムは、単一のコンピューティングデバイスを含むことができ、或いは近接して又は一般に互いに離れて動作して、通常、通信ネットワークを介して相互作用する複数のコンピュータを含むことができる。通信ネットワークは、ローカルエリアネットワーク(「LAN」)及びワイドエリアネットワーク(「WAN」)、インターネットワーク(例えば、インターネット)、衛星リンクを含むネットワーク、並びにピアツーピアネットワーク(例えば、アドホックピアツーピアネットワーク)のうちの1又は2以上を備えることができる。クライアントとサーバとの関係は、それぞれのコンピュータ上で実行され互いにクライアントサーバ関係を有するコンピュータプログラムにより生じることがある。
【0081】
説明した実施例の全般的な態様において、動きは、チャネル応答における変動に基づいて検出される。
【0082】
第1の実施例では、チャネル応答の第1のセットが、第1の時間期間中に空間を通って送信された無線信号に基づいて得られる。周波数ベクトル領域における直交軸のセットが、1又は2以上のプロセッサの動作により、チャネル応答の第1のセットから決定される。第2のチャネル応答が、第2の時間期間中に空間を通って送信された無線信号に基づいて得られ、周波数ベクトル領域において第2のチャネル応答を表すチャネルベクトルは、1又は2以上のプロセッサの動作により決定される。空間内の物体の動きは、直交軸のセットのうちの1つへのチャネルベクトルの射影に基づいて検出される。
【0083】
第1の実施例の実施構成は、一部の事例では、以下の機能のうちの1又は2以上を含むことができる。空間内の物体の動きは、射影を閾値と比較することに基づいて検出することができる。周波数ベクトル領域における直交軸のセットを決定するステップは、最小二乗処理を使用してベクトル方程式を最小にするステップを含むことができる。最小二乗処理は、最小二乗平均処理、再帰的最小二乗処理、制約付き最小二乗処理、又はバッチ最小二乗処理のうちの少なくとも1つを含むことができる。動き射影軸は、直交軸のセットから選択でき、空間内の物体の動きを検出するステップは、動き射影軸へのチャネルベクトルの射影に基づくことができる。動き射影軸は、直交軸のセットの各軸に関するファットテールメトリックを決定することによって選択することができる。各軸に関するファットテールメトリックは、周波数ベクトル領域において第1のチャネル応答を表すベクトルの軸への射影の分布に基づくことができる。各軸に関するファットテールメトリックは、軸への射影の分布の平均絶対偏差を、軸への射影の分布の標準偏差で割ったものに基づくことができる。
【0084】
第1の実施例の実施構成は、一部の事例では、以下の機能のうちの1又は2以上を含むことができる。周波数ベクトル領域における直交軸のセットを決定するステップは、周波数ベクトル領域においてチャネル応答の第1のセットを表すチャネルベクトルを決定するステップと、周波数ベクトル領域におけるチャネルベクトルの整列に基づいて周波数ベクトル領域における第1の軸を規定するステップと、周波数ベクトル領域における第2の軸を規定するステップとを含むことができる。第2の軸の各々は、第1の軸及び他の第2の軸に直交することができる。直交軸のセットは、直交軸の第1のセットとすることができ、第3のチャネル応答は、第3の時間期間中に空間を通って送信された無線信号に基づいて得ることができる。第3のチャネル応答を表すベクトルの直交軸の第1のセットへの射影の変化を検出することに応答して、周波数ベクトル領域における直交軸の第2のセットが、第3のチャネル応答から決定できる。直交軸の第2のセットは、空間内の物体の動きを検出するのに使用できる。チャネルベクトルの要素は、それぞれのサブキャリア周波数での受信無線信号の解析に基づくことができる。
【0085】
第2の実施例では、チャネル応答が、空間を通って送信された無線信号に基づいて得られる。チャネル応答における第1のタイプの変動及び第2のタイプの変動が、チャネル応答とチャネル応答のセットとの比較に基づいて識別され、動き検出処理は、1又は2以上のプロセッサの動作により、チャネル応答における第1のタイプの変動及び第2のタイプの変動を識別することに基づいて空間内の物体の動きを検出するように実行される。
【0086】
第2の実施例の実施構成は、一部の事例では、以下の機能のうちの1又は2以上を含むことができる。空間内の物体の動きは、チャネル応答において識別された第2のタイプの変動を解析することによって検出することができる。動き検出処理は、第1のタイプの変動の大きさが閾値を下回るという判定に応答して実行することができる。第1のタイプの変動及び第2のタイプの変動は、周波数ベクトル領域における直交軸のセットに基づいて識別することができる。チャネル応答は、空間を通って送信された第1の無線信号に基づく第1のチャネル応答とすることができる。第2のチャネル応答は、空間を通って送信された第2の無線信号に基づいて得ることができ、第2のチャネル応答における第1のタイプの変動及び第2のタイプの変動は、第2のチャネル応答とチャネル応答のセットとの比較に基づいて識別することができる。動き検出処理の実行は、第2のチャネル応答における第1のタイプの変動の大きさが閾値を上回るという判定に応答して阻止することができる。
【0087】
幾つかの実施構成では、コンピュータ可読記憶媒体は、データ処理装置によって実行されたときに、第1又は第2の実施例の1又は2以上の動作を実行するように動作可能な命令を格納する。幾つかの実施構成では、本システムは、データ処理装置と、このデータ処理装置によって実行されたときに、第1又は第2の実施例の1又は2以上の動作を実行するように動作可能な命令を格納するコンピュータ可読記憶媒体とを含む。
【0088】
本明細書は、多くの詳細を含むが、これらの詳細は、特許請求できるものの範囲を限定するものとして解釈すべきでなく、むしろ特定の例に特有の特徴の説明として解釈されたい。また、本明細書において別個の実施構成との関連で説明した幾つかの特徴は、組み合わせることもできる。これとは逆に、単一の実施構成との関連で説明した様々な特徴は、複数の実施形態において別個に、又は何れかの好適な部分的組み合わせの形で実装することもできる。
【0089】
幾つかの実施形態について説明した。それでもなお、様々な修正を行うことができることを理解されたい。従って、他の実施形態が、以下の特許請求の範囲に含まれる。
【図1】
【図2A】
【図2B】
【図2C】
【図2D】
【図3】
【図4】
【図5A】
【図5B】
【図6A】
【図6B】
【図7A】
【図7B】
【図8】
【手続補正書】
【提出日】20200306
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
動き検出方法であって、
第1の時間期間中に空間を通って送信された無線信号に基づいてチャネル応答の第1のセットを得るステップと、
1又は2以上のプロセッサの動作により、前記チャネル応答の第1のセットから周波数ベクトル領域における直交軸のセットを決定するステップと、
第2の時間期間中に前記空間を通って送信された無線信号に基づいて第2のチャネル応答を得るステップと、
1又は2以上のプロセッサの動作により、前記周波数ベクトル領域において前記第2のチャネル応答を表すチャネルベクトルを決定するステップと、
前記直交軸のセットのうちの1つへの前記チャネルベクトルの射影に基づいて前記空間内の物体の動きを検出するステップと、
を含む、動き検出方法。
【請求項2】
前記空間内の前記物体の動きを検出するステップは、前記射影を閾値と比較することに基づく、請求項1に記載の方法。
【請求項3】
前記周波数ベクトル領域における前記直交軸のセットを決定するステップは、最小二乗処理を使用してベクトル方程式を最小にするステップを含む、請求項1に記載の方法。
【請求項4】
前記最小二乗処理は、最小二乗平均処理、再帰的最小二乗処理、制約付き最小二乗処理、又はバッチ最小二乗処理のうちの少なくとも1つを含む、請求項3に記載の方法。
【請求項5】
前記直交軸のセットから動き射影軸を選択するステップを含み、前記空間内の前記物体の動きを検出するステップは、前記動き射影軸への前記チャネルベクトルの射影に基づく、請求項1に記載の方法。
【請求項6】
前記動き射影軸を選択するステップは、前記直交軸のセットの各軸に関するファットテールメトリックを決定するステップを含み、各軸に関する前記ファットテールメトリックは、前記周波数ベクトル領域において前記第1のチャネル応答を表すベクトルの前記軸への射影の分布に基づく、請求項5に記載の方法。
【請求項7】
各軸に関する前記ファットテールメトリックは、前記軸への前記射影の分布の平均絶対偏差を前記軸への前記射影の分布の標準偏差で割ったものに基づく、請求項6に記載の方法。
【請求項8】
前記周波数ベクトル領域における前記直交軸のセットを決定するステップは、
前記周波数ベクトル領域において前記チャネル応答の第1のセットを表すチャネルベクトルを決定するステップと、
前記周波数ベクトル領域における前記チャネルベクトルの整列に基づいて前記周波数ベクトル領域における第1の軸を規定するステップと、
前記周波数ベクトル領域における第2の軸を規定するステップであって、前記第2の軸の各々は、前記第1の軸及び他の前記第2の軸に直交する、第2の軸を規定するステップと、
を含む、請求項1から7のいずれか1項に記載の方法。
【請求項9】
前記直交軸のセットは、直交軸の第1のセットであり、
前記方法は、
第3の時間期間中に前記空間を通って送信された無線信号に基づいて第3のチャネル応答を得るステップと、
前記第3のチャネル応答を表すベクトルの前記直交軸の第1のセットへの射影の変化を検出することに応答して、前記第3のチャネル応答から前記周波数ベクトル領域における直交軸の第2のセットを決定するステップと、
前記空間内の物体の動きを検出するために前記直交軸の第2のセットを使用するステップと、
を含む、請求項1から7のいずれか1項に記載の方法。
【請求項10】
前記チャネルベクトルの要素は、それぞれのサブキャリア周波数における受信無線信号の解析に基づく、請求項1から7のいずれか1項に記載の方法。
【請求項11】
データ処理装置と、
前記データ処理装置によって実行されたときに、動作を実行するように動作可能な命令を格納するコンピュータ可読記憶媒体と、
を含み、前記動作は、
第1の時間期間中に空間を通って送信された無線信号に基づいてチャネル応答の第1のセットを得るステップと、
前記チャネル応答の第1のセットから周波数ベクトル領域における直交軸のセットを決定するステップと、
第2の時間期間中に前記空間を通って送信された無線信号に基づいて第2のチャネル応答を得るステップと、
前記周波数ベクトル領域において前記第2のチャネル応答を表すチャネルベクトルを決定するステップと、
前記直交軸のセットのうちの1つへの前記チャネルベクトルの射影に基づいて前記空間内の物体の動きを検出するステップと、
を含む、システム。
【請求項12】
前記空間内の前記物体の動きを検出するステップは、前記射影を閾値と比較することに基づく、請求項11に記載のシステム。
【請求項13】
前記周波数ベクトル領域における前記直交軸のセットを決定するステップは、最小二乗処理を使用してベクトル方程式を最小にするステップを含む、請求項11に記載のシステム。
【請求項14】
前記最小二乗処理は、最小二乗平均処理、再帰的最小二乗処理、制約付き最小二乗処理、又はバッチ最小二乗処理のうちの少なくとも1つを含む、請求項13に記載のシステム。
【請求項15】
前記動作は、前記直交軸のセットから動き射影軸を選択するステップを含み、前記空間内の前記物体の動きを検出するステップは、前記動き射影軸への前記チャネルベクトルの射影に基づく、請求項11に記載のシステム。
【請求項16】
前記動き射影軸を選択するステップは、前記直交軸のセットの各軸に関するファットテールメトリックを決定するステップを含み、各軸に関する前記ファットテールメトリックは、前記周波数ベクトル領域において前記第1のチャネル応答を表すベクトルの前記軸への射影の分布に基づく、請求項15に記載のシステム。
【請求項17】
各軸に関する前記ファットテールメトリックは、前記軸への前記射影の分布の平均絶対偏差を前記軸への前記射影の分布の標準偏差で割ったものに基づく、請求項16に記載のシステム。
【請求項18】
前記周波数ベクトル領域における前記直交軸のセットを決定するステップは、
前記周波数ベクトル領域において前記チャネル応答の第1のセットを表すチャネルベクトルを決定するステップと、
前記周波数ベクトル領域における前記チャネルベクトルの整列に基づいて前記周波数ベクトル領域における第1の軸を規定するステップと、
前記周波数ベクトル領域における第2の軸を規定するステップであって、前記第2の軸の各々は、前記第1の軸及び他の前記第2の軸に直交する、第2の軸を規定するステップと、
を含む、請求項11から17のいずれか1項に記載のシステム。
【請求項19】
前記直交軸のセットは、直交軸の第1のセットであり、
前記動作は、
第3の時間期間中に前記空間を通って送信された無線信号に基づいて第3のチャネル応答を得るステップと、
前記第3のチャネル応答を表すベクトルの前記直交軸の第1のセットへの射影の変化を検出することに応答して、前記第3のチャネル応答から前記周波数ベクトル領域における直交軸の第2のセットを決定するステップと、
前記空間内の物体の動きを検出するために前記直交軸の第2のセットを使用するステップと、
を含む、請求項11から17のいずれか1項に記載のシステム。
【請求項20】
前記チャネルベクトルの要素は、それぞれのサブキャリア周波数における受信無線信号の解析に基づく、請求項11から17のいずれか1項に記載のシステム。
【請求項21】
空間を通って送信された第1の無線信号に基づいて第1のチャネル応答を得るステップと、
前記第1のチャネル応答とチャネル応答のセットとの比較に基づいて前記第1のチャネル応答における第1のタイプの変動及び第2のタイプの変動を識別するステップと、
1又は2以上のプロセッサの動作により、前記チャネル応答における前記第1のタイプの変動及び前記第2のタイプの変動を識別することに基づいて前記空間内の物体の動きを検出するために動き検出処理を実行するステップと、
前記空間を通って送信された第2の無線信号に基づいて第2のチャネル応答を得るステップと、
前記第2のチャネル応答と前記チャネル応答のセットとの比較に基づいて前記第2のチャネル応答における前記第1のタイプの変動及び前記第2のタイプの変動を識別するステップと、
前記第2のチャネル応答における前記第1のタイプの変動の大きさが閾値を上回るという判定に応答して、前記動き検出処理の実行を阻止するステップと、
を含む、動き検出方法。
【請求項22】
前記空間内の前記物体の動きは、前記チャネル応答において識別された前記第2のタイプの変動を解析することによって検出される、請求項21に記載の方法。
【請求項23】
前記動き検出処理は、前記第1のタイプの変動の大きさが閾値を下回るという判定に応答して実行される、請求項22に記載の方法。
【請求項24】
前記第1のタイプの変動及び前記第2のタイプの変動は、周波数ベクトル領域における直交軸のセットに基づいて識別される、請求項21に記載の方法。
【請求項25】
データ処理装置と、
前記データ処理装置によって実行されたときに、動作を実行するように動作可能な命令を格納するコンピュータ可読記憶媒体と、
を含み、前記動作は、
空間を通って送信された第1の無線信号に基づいて第1のチャネル応答を得るステップと、
前記第1のチャネル応答とチャネル応答のセットとの比較に基づいて前記第1のチャネル応答における第1のタイプの変動及び第2のタイプの変動を識別するステップと、
前記チャネル応答における前記第1のタイプの変動及び前記第2のタイプの変動を識別することに基づいて前記空間内の物体の動きを検出するために動き検出処理を実行するステップと、
前記空間を通って送信された第2の無線信号に基づいて第2のチャネル応答を得るステップと、
前記第2のチャネル応答と前記チャネル応答のセットとの比較に基づいて前記第2のチャネル応答における前記第1のタイプの変動及び前記第2のタイプの変動を識別するステップと、
前記第2のチャネル応答における前記第1のタイプの変動の大きさが閾値を上回るという判定に応答して、前記動き検出処理の実行を阻止するステップと、
を含む、システム。
【請求項26】
前記空間内の前記物体の動きは、前記チャネル応答において識別された前記第2のタイプの変動を解析することによって検出される、請求項25に記載のシステム。
【請求項27】
前記動き検出処理は、前記第1のタイプの変動の大きさが閾値を下回るという判定に応答して実行される、請求項26に記載のシステム。
【請求項28】
前記第1のタイプの変動及び前記第2のタイプの変動は、周波数ベクトル領域における直交軸のセットに基づいて識別される、請求項25に記載のシステム。
【国際調査報告】