JP2008215953A - Human body detection device - Google Patents

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Masatoshi Shimizu
雅年 清水
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a human body detection device capable of detecting a human body surely. <P>SOLUTION: This human body detection device is characterized by including an ultrasonic transmitting element 1 for transmitting an ultrasonic wave toward a detection object, an ultrasonic array sensor 2 formed by arraying a plurality of ultrasonic receiving elements 5 for receiving the ultrasonic wave transmitted from the ultrasonic transmitting element and reflected by the detection object, a thermopile 3 for detecting an infrared ray radiated from the detection object, a height calculation means 6 for calculating the height of the detection object based on an output signal from the ultrasonic array sensor 2, and a determination means 7 for determining whether the detection object is a human body or not based on each output signal from the ultrasonic array sensor 2 and the thermopile 3. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、所定の検知範囲内に入った人体を自動検出する人体検出装置に関する。   The present invention relates to a human body detection device that automatically detects a human body that falls within a predetermined detection range.

事故防止や防犯用として、人体を検出するための様々な技術が開発されている。その一つとして、超音波センサと焦電型赤外線センサを組合せた人体検出技術が知られている。例えば、特許文献1では、建設車両の前後における人の在・不在を検出するために、焦電型赤外線センサと超音波センサとを組み合わせた人検出装置が開示されている。この人検出装置は、焦電型赤外線センサにより人の発する特定波長の赤外線を検知して検知結果を出力すると共に、超音波センサにより人から反射された超音波を検知して検知結果を出力する。両方の出力の論理演算を行うことにより、焦電型赤外線センサと超音波センサの双方の欠点を補い合って誤報発生を防止するようになっている。   Various techniques for detecting a human body have been developed for accident prevention and crime prevention. As one of them, a human body detection technique combining an ultrasonic sensor and a pyroelectric infrared sensor is known. For example, Patent Document 1 discloses a human detection device that combines a pyroelectric infrared sensor and an ultrasonic sensor in order to detect the presence / absence of a person before and after a construction vehicle. This human detection device detects infrared rays of a specific wavelength emitted by a person using a pyroelectric infrared sensor and outputs a detection result, and also detects ultrasonic waves reflected from the person using an ultrasonic sensor and outputs a detection result. . By performing the logical operation of both outputs, the disadvantages of both the pyroelectric infrared sensor and the ultrasonic sensor are compensated to prevent the occurrence of false alarms.

また、特許文献2では、赤外線エネルギーの変化及び超音波の反射波の変化により人体侵入の監視を行なう警備用センサが開示されている。この警備用センサは、検出エリア内の赤外線エネルギーの変化(焦電型赤外線センサにより検出)と超音波の反射波の変化が同時に検出された場合に人体侵入と判定する構成になっている。
特開平8−218310号公報 特開2001−118160号公報
Further, Patent Document 2 discloses a security sensor that monitors intrusion of a human body by a change in infrared energy and a change in reflected waves of ultrasonic waves. This security sensor is configured to determine that a human body has entered when a change in infrared energy in the detection area (detected by a pyroelectric infrared sensor) and a change in reflected ultrasonic waves are detected at the same time.
JP-A-8-218310 JP 2001-118160 A

特許文献1と2で使用する焦電型赤外線センサは、検出エリアにおける赤外線エネルギーの変化を検出するものであるため、人がいったん検出エリアに入った後に静止するような場合では、それ以降に検知結果が出力されないという課題がある。また、人以外の小動物や高温物体が放出する赤外線や陽射しの差し込みでもセンサが動作してしまうので誤報が避けられないという課題もある。   The pyroelectric infrared sensors used in Patent Documents 1 and 2 detect changes in infrared energy in the detection area. Therefore, when a person once enters the detection area and then stops still, it is detected after that. There is a problem that results are not output. Another problem is that false alarms are unavoidable because the sensor operates even with infrared rays or sunlight that is emitted by small animals other than humans or high-temperature objects.

また、特許文献1と2で使用する超音波センサは、超音波の反射波の有無ないし変化を捉えるものであるため、超音波の反射体が人体であるか、小動物やその他一般の器物であるかを判別することができない。   Moreover, since the ultrasonic sensor used in Patent Documents 1 and 2 captures the presence or absence or change of an ultrasonic reflected wave, the ultrasonic reflector is a human body, a small animal, or other general equipment. Cannot be determined.

そこで、本発明の課題は、人体を確実に検出可能な人体検出装置を提供することにある。   Then, the subject of this invention is providing the human body detection apparatus which can detect a human body reliably.

前記課題を解決するため、請求項1の発明は、被検出体に向けて超音波を発信する超音波発信素子と、前記超音波発信素子から発信されて被検出体で反射された超音波を受信する超音波受信素子が複数配列されてなる超音波アレイセンサと、被検出体から放射される赤外線を検知するサーモパイルと、前記超音波アレイセンサの出力信号に基づいて前記被検出体の高さを算出する高さ算出手段と、前記超音波アレイセンサとサーモパイルの出力信号に基づいて、被検出体が人体であるか否かを判定する判定手段と、を備えたことを特徴とする。   In order to solve the above-mentioned problems, the invention of claim 1 is directed to an ultrasonic transmission element that transmits ultrasonic waves toward a detection object, and an ultrasonic wave that is transmitted from the ultrasonic transmission elements and reflected by the detection object. An ultrasonic array sensor in which a plurality of ultrasonic receiving elements to receive are arranged, a thermopile for detecting infrared rays emitted from the detected object, and a height of the detected object based on an output signal of the ultrasonic array sensor And a determination means for determining whether or not the detected object is a human body based on the output signals of the ultrasonic array sensor and the thermopile.

超音波アレイセンサによって、その前方にある被検出体の表面の複数箇所の方位と距離に関する信号(距離画像信号)が1回の超音波の受信で瞬時に得られ、この信号から被検出体の大まかな形状を検出することができる。一方、サーモパイルは焦電型赤外線センサと異なり赤外線エネルギーを継続的に検出する。そこで、超音波発信素子、超音波アレイセンサおよびサーモパイルを組合せた人体検出装置を構成することとした。サーモパイルは赤外線による非接触型の温度検知センサーであって、ゼロ消費電力、高速検知(0.03sec)、広範囲温度検知(-100〜1000℃)という特徴を有する。このサーモパイルの使用により、検出エリアにおける人体の存在を侵入の瞬間だけでなく、その後も継続して常時検出可能である。また、サーモパイル単体では、焦電型赤外線センサと同様に、赤外線を放出する小動物と人体との区別が困難である。しかし、超音波アレイセンサにより、超音波反射強度の大きい例えば人体の頭部高さ位置を計測し、これを判定要素に加えることで小動物と人体との区別がより確実になる。   The ultrasonic array sensor instantaneously obtains a signal (distance image signal) related to the azimuth and distance of a plurality of locations on the surface of the detection object in front of it by receiving one ultrasonic wave. A rough shape can be detected. On the other hand, unlike a pyroelectric infrared sensor, a thermopile continuously detects infrared energy. In view of this, a human body detection apparatus in which an ultrasonic transmission element, an ultrasonic array sensor, and a thermopile are combined is configured. The thermopile is a non-contact type temperature detection sensor using infrared rays, and has features of zero power consumption, high speed detection (0.03 sec), and wide range temperature detection (-100 to 1000 ° C.). By using this thermopile, the presence of a human body in the detection area can be continuously detected not only at the moment of intrusion but also continuously thereafter. In addition, it is difficult for a thermopile alone to distinguish between a small animal that emits infrared rays and a human body, like a pyroelectric infrared sensor. However, the ultrasonic array sensor measures, for example, the height position of the head of a human body having a high ultrasonic reflection intensity, and adds this to the determination element, so that the distinction between the small animal and the human body becomes more reliable.

請求項2の発明は、請求項1の発明において、前記判定手段が、高さ算出手段により算出された前記被検出体の高さが所定の閾値より大きく、かつ、前記サーモパイルより出力された信号強度が所定の閾値より大きい場合に、前記被検出体を人体と判定することを特徴とする。   The invention according to claim 2 is the signal output from the thermopile according to claim 1, wherein the determination means has a height of the detected object calculated by the height calculation means larger than a predetermined threshold value. When the intensity is greater than a predetermined threshold, the detected object is determined as a human body.

このような閾値を設定することで、検出すべき被検出体の高さ(身長)と温度を設定することができると共に、センサが小動物に反応して誤報を出すのを防止することができる。   By setting such a threshold value, it is possible to set the height (height) and temperature of the detection target to be detected, and to prevent the sensor from reacting to a small animal and issuing a false alarm.

請求項3の発明は、請求項1の発明において、車両の前部および/または後部に、前記超音波発信素子、超音波アレイセンサおよびサーモパイルを配設したことを特徴とする。   The invention of claim 3 is characterized in that, in the invention of claim 1, the ultrasonic transmission element, the ultrasonic array sensor, and the thermopile are arranged at the front and / or rear of the vehicle.

サーモパイルにより被検出体を継続的に検出することができるので、人体検出が確実となり、衝突事故ないし巻き込み事故を予防することができる。   Since the object to be detected can be continuously detected by the thermopile, the human body can be detected reliably, and a collision accident or an entrainment accident can be prevented.

請求項4の発明は、請求項1の発明において、人が通る領域の上方に、前記超音波発信素子、超音波アレイセンサおよびサーモパイルを配設したことを特徴とする。   The invention of claim 4 is characterized in that, in the invention of claim 1, the ultrasonic wave transmitting element, the ultrasonic array sensor, and the thermopile are arranged above a region where a person passes.

サーモパイルにより被検出体を継続的に検出することができるので、人の在・不在の検出が確実となり、防犯用途での信頼性が向上する。   Since the object to be detected can be continuously detected by the thermopile, the presence / absence of a person is reliably detected, and the reliability in crime prevention applications is improved.

請求項5の発明は、請求項1の発明において、病室内のベッドの上方に、前記超音波発信素子、超音波アレイセンサおよびサーモパイルを配設したことを特徴とする。   The invention of claim 5 is characterized in that, in the invention of claim 1, the ultrasonic transmission element, the ultrasonic array sensor, and the thermopile are disposed above the bed in the hospital room.

サーモパイルにより被検出体を継続的に検出することができるので、患者の在・不在の検出が確実となり、ナースコール等の対応を迅速に取ることができる。   Since the object to be detected can be continuously detected by the thermopile, the presence / absence of the patient can be reliably detected, and a nurse call or the like can be taken quickly.

本発明によれば、超音波アレイセンサとサーモパイルとを組み合わせたものであるから、両者の出力信号に基づいて被検出体が人体であるか否かを正確かつ継続的に判定することができる。   According to the present invention, since the ultrasonic array sensor and the thermopile are combined, it can be accurately and continuously determined whether or not the detected object is a human body based on the output signals of both.

以下、本発明を実施するための最良の形態について説明する。   Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described.

図1は本発明の人体検出装置に使用するセンサ部Sを模式的に示すもので、1は超音波発信素子、2は超音波アレイセンサ、3はサーモパイルである。超音波発信素子1はサーモパイル3と重ならないように基板4上の中心から少し外れた箇所に配設される。超音波発信素子1とサーモパイル3は小型化されたものがあるから、基板4上のほぼ中央に隣接して配置することも可能である。勿論、超音波発信素子1とサーモパイル3を図1以外の位置に配置しても構わない。超音波アレイセンサ2は、基板4上に4行4列で配列された16個の超音波受信素子5から構成される。この配列形態は一つの例示であり、16個以上の超音波受信素子5を4行4列以上で配列してもよいし、3個以上16個以下の超音波受信素子5を4行4列以下で配列してもよい。サーモパイル3は、基板4上の中心であって、超音波受信素子5の間に配設される。超音波発信素子1、サーモパイル3、基板4および超音波受信素子5は、従来公知のものを適宜使用可能である。なお、人体から放出される赤外線は8〜12μmの波長であり、この波長の赤外線を選択して透過するためのフィルタをサーモパイル3に装着する。通常、5μm以上の波長を透過するフィルタをサーモパイル3に装着しておくとよい。   FIG. 1 schematically shows a sensor unit S used in the human body detection apparatus of the present invention, wherein 1 is an ultrasonic transmission element, 2 is an ultrasonic array sensor, and 3 is a thermopile. The ultrasonic transmission element 1 is disposed at a position slightly off the center on the substrate 4 so as not to overlap the thermopile 3. Since the ultrasonic transmission element 1 and the thermopile 3 are miniaturized, they can be arranged adjacent to the substantial center on the substrate 4. Of course, you may arrange | position the ultrasonic transmission element 1 and the thermopile 3 in positions other than FIG. The ultrasonic array sensor 2 is composed of 16 ultrasonic receiving elements 5 arranged on a substrate 4 in 4 rows and 4 columns. This arrangement form is merely an example, and 16 or more ultrasonic receiving elements 5 may be arranged in 4 rows and 4 columns, or 3 or more and 16 ultrasonic receiving elements 5 may be arranged in 4 rows and 4 columns. You may arrange in the following. The thermopile 3 is disposed at the center on the substrate 4 and between the ultrasonic receiving elements 5. As the ultrasonic transmitting element 1, the thermopile 3, the substrate 4, and the ultrasonic receiving element 5, conventionally known elements can be appropriately used. The infrared ray emitted from the human body has a wavelength of 8 to 12 μm, and a filter for selecting and transmitting the infrared ray having this wavelength is attached to the thermopile 3. Usually, a filter that transmits a wavelength of 5 μm or more is preferably attached to the thermopile 3.

図2に、前述したセンサ部Sを建設車両としてのタイヤローラ8に搭載した実施形態を模式的に示す。9は車体、10は前輪ローラ、11は後輪ローラ、12はハンドル、13は運転席である。センサ部Sは、車体9の前面と後面の望ましくは左右2箇所に設置する。タイヤローラ8の前方と後方の破線で示した範囲がセンサ部Sによる人体検出エリアである。このセンサ部Sには、図3に示すように高さ算出手段6と人体判定手段7が接続される。すなわち、超音波アレイセンサ2の出力信号は、被検出体の超音波が反射される箇所までの距離と方位に関する情報を含んでおり、この情報に基づいて高さ算出手段6が被検出体の高さを算出する。人体判定手段7は、高さ算出手段6が算出した被検出体の高さの値が所定の閾値より大きく、かつ、サーモパイル3の出力信号の強度が所定の閾値より大きい場合に、被検出体を人体と判定するようになっている。   FIG. 2 schematically shows an embodiment in which the sensor unit S described above is mounted on a tire roller 8 as a construction vehicle. 9 is a vehicle body, 10 is a front wheel roller, 11 is a rear wheel roller, 12 is a handle, and 13 is a driver's seat. The sensor units S are preferably installed at two positions on the left and right sides of the front surface and the rear surface of the vehicle body 9. A range indicated by broken lines ahead and behind the tire roller 8 is a human body detection area by the sensor unit S. As shown in FIG. 3, a height calculation unit 6 and a human body determination unit 7 are connected to the sensor unit S. That is, the output signal of the ultrasonic array sensor 2 includes information regarding the distance and direction to the location where the ultrasonic waves of the detected object are reflected, and based on this information, the height calculating means 6 detects the detected object. Calculate the height. The human body determination means 7 detects the detected object when the height value of the detected object calculated by the height calculating means 6 is greater than a predetermined threshold and the intensity of the output signal of the thermopile 3 is greater than the predetermined threshold. Is determined to be a human body.

図2のタイヤローラ8において、人15がセンサ部Sの検出エリア内に入ると、センサ部Sの超音波発信素子1から発信された超音波が人15に反射し、その反射波が超音波アレイセンサ2により受信される。そして、超音波アレイセンサ2の出力信号に基づき、高さ算出手段6が、検出エリア内の超音波の反射強度の強い人15の頭部位置を算出し、人15の高さhを算出する。一方、サーモパイル3は人15から放射される赤外線を検知し、受光する赤外線量に比例した出力電圧を出力する。人体判定手段7は、高さ算出手段6が算出した人15の高さの値が所定の閾値より大きく、かつ、サーモパイル3の出力信号の強度が所定の閾値より大きいので、人15を人体と判定する。その判定結果に基づき、タイヤローラ8を自動的に強制停止させる等の安全対策が講じられる。タイヤローラ8は自動的に強制停止させる他、前記判定結果に基づいて警告灯および/または警音器等で警報を発することにより、運転者が手動で停止させるようにしてもよい。   In the tire roller 8 of FIG. 2, when the person 15 enters the detection area of the sensor unit S, the ultrasonic wave transmitted from the ultrasonic transmission element 1 of the sensor unit S is reflected on the person 15, and the reflected wave is an ultrasonic wave. Received by the array sensor 2. Based on the output signal of the ultrasonic array sensor 2, the height calculation means 6 calculates the head position of the person 15 with high ultrasonic reflection intensity in the detection area, and calculates the height h of the person 15. . On the other hand, the thermopile 3 detects the infrared rays radiated from the person 15 and outputs an output voltage proportional to the amount of infrared rays received. The human body determination means 7 determines that the person 15 is a human body because the height value of the person 15 calculated by the height calculation means 6 is greater than a predetermined threshold value and the intensity of the output signal of the thermopile 3 is greater than the predetermined threshold value. judge. Based on the determination result, safety measures such as automatically forcibly stopping the tire roller 8 are taken. In addition to automatically forcibly stopping the tire roller 8, the driver may manually stop the tire roller 8 by issuing an alarm with a warning light and / or a horn based on the determination result.

従来の焦電型赤外線センサと超音波センサとを組合せた人体検出装置では、焦電型赤外線センサが赤外線エネルギーの変化のみを検出するため、人15がいったん検出エリア内に入った後に同検出エリア内に留まる場合、以後の人体検出が不可能になる。また、人体検出装置の始動前から検出エリア内に継続的に留まっている人15を検出することもできない。これに対して、本発明の人体検出装置では、サーモパイル3が常に赤外線エネルギーを検出するので、検出エリア内にいったん入って留まっている人や、人体検出装置の始動前から検出エリア内に継続的に留まっている人も、すべて検出可能である。   In a conventional human body detection device combining a pyroelectric infrared sensor and an ultrasonic sensor, since the pyroelectric infrared sensor detects only a change in infrared energy, the detection area is detected after the person 15 once enters the detection area. If it stays inside, subsequent human body detection becomes impossible. Further, it is not possible to detect the person 15 who remains in the detection area before the human body detection device is started. On the other hand, in the human body detection device of the present invention, since the thermopile 3 always detects infrared energy, a person who has once entered the detection area or continuously in the detection area before the start of the human body detection device. Anyone staying in can also be detected.

また、従来の焦電型赤外線センサと超音波センサを組合せた人体検出装置では、超音波センサの受信素子が一つで固定配置されているため、被検出体の高さを算出することができない。このため、検出エリア内の人体、小動物あるいはその他器物の区別ができない。これに対して本発明の人体検出装置では、超音波アレイセンサの受波子配列ピッチ、超音波アレイセンサと被検出体までの距離および反射波の方向に応じた位相差に基づいて被検出体の距離画像ないし高さを算出することが可能である。したがって、被検出体の高さの値が所定の閾値より大きいことを人体判定の一条件にすることにより、人体と、小動物やその他器物との区別が可能となる。   In addition, in a conventional human body detection device that combines a pyroelectric infrared sensor and an ultrasonic sensor, since the receiving element of the ultrasonic sensor is fixedly arranged as one, the height of the detected object cannot be calculated. . For this reason, it is impossible to distinguish between human bodies, small animals or other objects in the detection area. On the other hand, in the human body detection device of the present invention, the detected object is detected based on the receiving element array pitch of the ultrasonic array sensor, the distance between the ultrasonic array sensor and the detected object, and the phase difference according to the direction of the reflected wave. It is possible to calculate a distance image or height. Therefore, it is possible to distinguish a human body from small animals and other objects by making one condition for determining the human body that the height value of the detected object is larger than a predetermined threshold value.

次に、本発明の人体検出装置のセンサ部Sを建物内の天井16に設置した実施形態を図4に模式的に示す。一点鎖線のハッチングで示した三角形ないし円錐形領域が人体検出装置の検出エリアAである。   Next, an embodiment in which the sensor unit S of the human body detection device of the present invention is installed on the ceiling 16 in a building is schematically shown in FIG. A triangular or conical region indicated by a dashed line hatching is a detection area A of the human body detection device.

センサ部Sには図3と同様に高さ算出手段6と人体判定手段7が接続される。超音波発信素子1から発信された超音波が人15に反射し、その反射波が超音波アレイセンサ2により受信される。超音波アレイセンサ2の出力信号には、被検出体の反射された箇所と方位の情報が含まれるので、超音波アレイセンサ2の出力信号に基づき、高さ算出手段6が、検出エリア内の超音波の反射強度の強い人15の頭部位置を算出し、超音波アレイセンサ2と人15の頭頂との鉛直方向の距離D1を算出する。天井16からセンサ部Sの超音波受発信面までの距離すなわちセンサ部Sの取付け高さD2を既知として、高さ算出手段6が、距離D1と距離D2を加算することにより、天井16から人15の頭頂までの鉛直方向距離D3が算出される。天井の高さHは既知であるとして、高さ算出手段6が、天井の高さHから距離D3を差し引いて人15の身長(高さL)を算出する。   The sensor unit S is connected to a height calculation means 6 and a human body determination means 7 as in FIG. The ultrasonic wave transmitted from the ultrasonic transmission element 1 is reflected by the person 15, and the reflected wave is received by the ultrasonic array sensor 2. Since the output signal of the ultrasonic array sensor 2 includes information on the reflected location and orientation of the object to be detected, the height calculation means 6 is based on the output signal of the ultrasonic array sensor 2 in the detection area. The head position of the person 15 with high ultrasonic reflection intensity is calculated, and the vertical distance D1 between the ultrasonic array sensor 2 and the head of the person 15 is calculated. The distance from the ceiling 16 to the ultrasonic wave receiving / transmitting surface of the sensor unit S, that is, the mounting height D2 of the sensor unit S is known, and the height calculation means 6 adds the distance D1 and the distance D2 so A vertical distance D3 to the top of 15 is calculated. The height calculating means 6 calculates the height (height L) of the person 15 by subtracting the distance D3 from the ceiling height H, assuming that the height H of the ceiling is known.

一方、サーモパイル3は人15から放射される赤外線を検知し、受光する赤外線量に比例した出力電圧を出力する。人体判定手段7は、高さ算出手段6が算出した人15の高さLが所定の閾値より大きく、かつ、サーモパイル3の出力信号の強度が所定の閾値より大きいので、人15を人体と判定する。この判定結果に基づき、自動的に警報を発したり警備会社に通知する等のシステムが採用される。   On the other hand, the thermopile 3 detects the infrared rays radiated from the person 15 and outputs an output voltage proportional to the amount of infrared rays received. The human body determination means 7 determines that the person 15 is a human body because the height L of the person 15 calculated by the height calculation means 6 is larger than a predetermined threshold and the intensity of the output signal of the thermopile 3 is larger than the predetermined threshold. To do. Based on this determination result, a system such as automatically issuing an alarm or notifying a security company is adopted.

次に、本発明の人体検出装置のセンサ部Sを病人監視用として病室内の天井に設置した実施形態を図5に模式的に示す。一点鎖線で示した領域がセンサ部Sの検出エリアBである。センサ部Sには図3と同様に高さ算出手段6と人体判定手段7が接続される。検出エリアB内のベッド18上に患者15aが横たわっていると、センサ部Sの超音波発信素子1から発信された超音波が患者15aに反射し、その反射波が超音波アレイセンサ2により受信される。そして、超音波アレイセンサ2の出力信号に基づき、高さ算出手段6が、検出エリア内の超音波の反射強度の強い患者15aの頭部位置を算出し、検出エリア内の患者15aの頭部の高さを算出する。   Next, FIG. 5 schematically shows an embodiment in which the sensor unit S of the human body detection device of the present invention is installed on a ceiling in a sick room for monitoring a sick person. A region indicated by an alternate long and short dash line is a detection area B of the sensor unit S. The sensor unit S is connected to a height calculation means 6 and a human body determination means 7 as in FIG. When the patient 15a lies on the bed 18 in the detection area B, the ultrasonic wave transmitted from the ultrasonic transmission element 1 of the sensor unit S is reflected on the patient 15a, and the reflected wave is received by the ultrasonic array sensor 2. Is done. Then, based on the output signal of the ultrasonic array sensor 2, the height calculation means 6 calculates the head position of the patient 15a having high ultrasonic reflection intensity in the detection area, and the head of the patient 15a in the detection area. Calculate the height of.

一方、サーモパイル3は患者15aから放射される赤外線を検知し、検知信号を出力する。人体判定手段7は、高さ算出手段6が算出した患者15aの頭部の高さの値が所定の閾値より大きく、かつ、サーモパイル3の出力信号の強度が所定の閾値より大きいので、患者15aがベッド18上に居ると判定する。サーモパイル3の検知信号が出力されなくなると、患者15aが検出エリアBの外に出て行ったとみなし、自動ナースコールを発信する等のシステムが採用される。   On the other hand, the thermopile 3 detects infrared rays emitted from the patient 15a and outputs a detection signal. The human body determination means 7 is configured so that the height value of the head of the patient 15a calculated by the height calculation means 6 is larger than a predetermined threshold value and the intensity of the output signal of the thermopile 3 is larger than the predetermined threshold value. Is determined to be on the bed 18. When the detection signal of the thermopile 3 is not output, it is considered that the patient 15a has gone out of the detection area B and a system such as sending an automatic nurse call is adopted.

以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明は前記実施形態に限定されること無く、種々の変形が可能であり、例えば本発明の人体検出装置をホームエンターテイメントロボットに搭載することにより、ロボットの近くに存在する人15を検出し、ロボットから人へ話し掛けるなどの作動が可能となる。その際、ロボットの近くに存在する人15が、歩行しているのか、立ち止まっているのかの判断が、人体検出装置の超音波アレイセンサ2を利用することで可能となる。また、ロボットの近くに存在する人15の頭部位置を人体検出装置で算出することにより、この人体15の身長を算出でき、大人か子供かの推定も可能となる。このため、ロボットの近くに存在する人15が歩行しているか、立ち止まっているか、大人か、子供かという状況に合わせて、ロボットの話し掛ける方向や話し掛ける内容を変えることにより、ロボットと人15の間のインタラクションを向上させることが可能である。   As described above, the embodiments of the present invention have been described. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible. For example, by mounting the human body detection device of the present invention on a home entertainment robot, An operation such as detecting the person 15 existing near the robot and talking to the person from the robot becomes possible. At that time, it is possible to determine whether the person 15 existing near the robot is walking or stopped by using the ultrasonic array sensor 2 of the human body detection device. Further, by calculating the head position of the person 15 existing near the robot by the human body detection device, the height of the human body 15 can be calculated, and it is possible to estimate whether the person is an adult or a child. For this reason, between the robot and the person 15 by changing the talking direction and the contents of the talking to the situation according to whether the person 15 near the robot is walking, stopped, an adult, or a child. It is possible to improve the interaction.

本発明に係る人体検出装置のセンサ部の正面図である。It is a front view of the sensor part of the human body detection apparatus concerning the present invention. 本発明に係る人体検出装置を搭載したタイヤローラの側面図である。It is a side view of the tire roller carrying the human body detection device concerning the present invention. 本発明に係る人体検出装置の構成を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the structure of the human body detection apparatus which concerns on this invention. 本発明に係る人体検出装置を建物の天井に設置した実施形態の側面図である。1 is a side view of an embodiment in which a human body detection device according to the present invention is installed on a ceiling of a building. 本発明に係る人体検出装置を病室の天井に設置した実施形態の側面図である。It is a side view of an embodiment in which the human body detection device according to the present invention is installed on the ceiling of a hospital room.

符号の説明Explanation of symbols

1 超音波発信素子
2 超音波アレイセンサ
3 サーモパイル
5 超音波受信素子
6 高さ検出手段
7 人体判定手段
A 検出エリア
B 検出エリア
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Ultrasonic transmitter 2 Ultrasonic array sensor 3 Thermopile 5 Ultrasonic receiver 6 Height detection means 7 Human body determination means A Detection area B Detection area

Claims (5)

被検出体に向けて超音波を発信する超音波発信素子と、
前記超音波発信素子から発信されて被検出体で反射された超音波を受信する超音波受信素子が複数配列されてなる超音波アレイセンサと、
被検出体から放射される赤外線を検知するサーモパイルと、
前記超音波アレイセンサの出力信号に基づいて前記被検出体の高さを算出する高さ算出手段と、
前記超音波アレイセンサとサーモパイルの出力信号に基づいて、被検出体が人体であるか否かを判定する判定手段と、
を備えたことを特徴とする人体検出装置。
An ultrasonic transmission element for transmitting ultrasonic waves toward the detection object;
An ultrasonic array sensor in which a plurality of ultrasonic receiving elements that receive ultrasonic waves transmitted from the ultrasonic transmitting elements and reflected by the detection target are arranged;
A thermopile that detects the infrared rays emitted from the detected object;
A height calculating means for calculating the height of the detected object based on an output signal of the ultrasonic array sensor;
Based on the output signals of the ultrasonic array sensor and the thermopile, determination means for determining whether the detected object is a human body,
A human body detection device comprising:
前記判定手段が、高さ算出手段により算出された前記被検出体の高さが所定の閾値より大きく、かつ、前記サーモパイルより出力された信号強度が所定の閾値より大きい場合に、前記被検出体を人体と判定することを特徴とする請求項1に記載の人体検出装置。   When the height of the detected object calculated by the height calculating means is larger than a predetermined threshold and the signal intensity output from the thermopile is larger than a predetermined threshold, the determining means The human body detection device according to claim 1, wherein a human body is determined as a human body. 車両の前部および/または後部に、前記超音波発信素子、超音波アレイセンサおよびサーモパイルを配設したことを特徴とする請求項1に記載の人体検出装置。   The human body detection device according to claim 1, wherein the ultrasonic transmission element, an ultrasonic array sensor, and a thermopile are disposed in a front portion and / or a rear portion of a vehicle. 人が通る領域の上方に、前記超音波発信素子、超音波アレイセンサおよびサーモパイルを配設したことを特徴とする請求項1に記載の人体検出装置。   The human body detection apparatus according to claim 1, wherein the ultrasonic transmission element, the ultrasonic array sensor, and the thermopile are disposed above a region where a person passes. 病室内のベッドの上方に、前記超音波発信素子、超音波アレイセンサおよびサーモパイルを配設したことを特徴とする請求項1に記載の人体検出装置。   The human body detection device according to claim 1, wherein the ultrasonic transmission element, an ultrasonic array sensor, and a thermopile are disposed above a bed in a hospital room.
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