JP2018202921A - 乗員状態検知システム - Google Patents

Abstract

【課題】車輛内前方の運転座席（１）や助手席だけでなく、多用途に用いられる後部座席に関しても、的確に乗員検知を行うと共に、運転座席（１）等においては、乗員検知だけでなく、生体情報も取得し、車内の乗員の安全性を高めるシステムを提供する。【解決手段】車輛内のシート（１）上方に取り付けられている共に、前記シート（１）の少なくとも前方もしくは後方に向けて電波を送信し、前記電波の反射電波を受信する検知手段（３）と、前記受信した反射波に基づいて前記車輛内の前記シートの人体の有無およびその状態を判定する制御手段と、前記制御手段が判定した結果に基づいて、その結果を報知する報知手段とを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、車輛で移動をする乗員の状態を検知、判断し、運転者に車内状態を確認、予知させ快適で安全な運転を促すと共に、同乗者にも快適で安全な車内空間を提供することを実現する乗員状態検知システムに関する。

これまでの車内乗員検知に関するシステムは、文献１、文献２にあるように、重量センサ（図２１参照）や、感圧センサ（図２２参照）等で車の座席にかかる乗員の重量や、乗員と座席の接触による発生する圧力を検知することにより、乗員の着座の有無、人数の検知を行っていた。

また、車輛の座席に着座する乗員が、子供か大人かの区別をするために、座席の片側に設けられた重量センサで乗員重量を判定し、予め設定された閾値と乗員重量とを比較して乗員を判定する乗員検知装置が知られている（文献１及び２参照）。

さらに、前記各センサからの情報を様々な条件を想定して複雑な計算をするもしくは、センサ自体を複数使用して座席の色々な位置からデータを取得することにより、検知した物体が人かモノかの区別を行っていた（文献３参照）。

特許第４８７８１４５号公報 特開２００９−２２０７２７号公報 特許第４０５８０１０号公報

しかしながら、従来の重量センサや感圧センサを用いた乗員検知では、人間を重みや車内部材（この場合は座席のシート部など）への接触圧力等に変換して、検知するといった間接的な測定を行うため、ヒトとそれ以外の物体、たとえば荷物等との区別が困難であった。従来のセンサを用いて人と物体とを区別しようとすると、センサの数を増やしたり、多数あるセンサのセンシング結果を複雑に分析処理したりと、色々なバリエーションを想定し、分析方法を模索する必要があった。加えて、着座場所が固定されていない、ヒトの座り方の癖などにより、重みのかかり方や圧力のかけ方が変わり、それに対応するための工夫が必要となってきていた。

また、これまでの法的規制では、前部座席のみのシートベルト着用規定であったが、今後、後部座席もその法規制が適応されることとなっている。欧州では、２０１８年度を目処に自動車の安全性評価指標へ導入され、各国もそれに追従する形での規制化の動きが見られる。後部座席の場合、荷物が置かれる場合も多く、座席の背もたれの一部を倒したりなど、運転座席や助手座席に比較して、使い方のバリエーションが非常に多くなってくる。基本、人が着座することが大半である運転座席、助手座席に比べ、後部座席は、色々なシチュエーションが考えられ、それらに全て対応しようとすると、検知構成が複雑になってくる。

そのような後部座席においても、安全に乗員がシートベルトを着用するように促すためには、人間特有の検知項目を的確に捉えて乗員が存在することを正確に検知し、その場合
にシートベルトが装着されていなければ、確実にシートベルトリマインダーが報知することが求められる。

本発明は、このように、車輛内前方の運転座席や助手座席だけでなく、多用途に用いられる後部座席に関しても、的確に乗員検知を行うと共に、運転座席等においては、乗員検知だけでなく、生体情報も取得し、車内の乗員の安全性を高めるシステムを提供する。

上記目的を達成するために、本発明に関わる乗員状態検知システムの一態様は、車輛内のシート上方に取り付けられている共に、前記シートの少なくとも前方もしくは後方に向けて電波を送信し、前記電波の反射電波を受信する検知手段と、前記受信した反射波に基づいて前記車輛内の前記シートの人体の有無およびその状態を判定する制御手段と、前記制御手段が判定した結果に基づいて、その結果を報知する報知手段とを備えている。

本発明によれば、車輛内の運転座席、助手座席といった前の座席だけでなく、後部座席に対しても、簡単な構成で、正確に乗員状態を検知することができる。加えて、乗員の生体情報も検知することが出来るというものである。

運転座席の背凭れ上部に電波センサが配置された平面図 運転座席前方天井に電波センサが配置された平面図 電波センサを用いたシートベルトリマインダーの動作を示すフロー図 反射物の移動がない場合の電波センサの送受信の周波数の経時変化を示す図 反射物の移動がある場合の電波センサの送受信の周波数の経時変化を示す図 右後部座席の右端上部に電波センサが配置された斜視図 後部座席の天井に電波センサが配置された側面図 自動車振動が電波センサ検知結果に影響を及ぼさない取り付けを示す図 自動車振動が電波センサ検知結果に影響を及ぼさない取り付けを示す他の図 自動車振動が電波センサ検知結果に影響を及ぼさない取り付けを示す別の図 座席内のフレームの一部をパラボラアンテナの形状にした状態を示す図 座席内のフレームの一部をスロットアンテナの形状にした状態を示す図 座席内のフレームの一部をホーンアンテナの形状にした状態を示す図 後部座席の左右の端上部電波センサが配置された斜視図 ボディーの天井に電波センサが配置された平面図 ボディーのＢピラーに電波センサが配置された平面図 前後の座席を一つの電波センサで検知する配置を示した平面図 前後の座席を一つの電波センサで検知する配置を示した側面図 前後の座席を一つの電波センサが検知する場合の回路図 前後の座席を一つの電波センサが検知する場合の他の回路図 従来の乗員検知の構成を示す図 従来の乗員検知の他の構成を示す図

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置及び接続形態、ステップ、ステップの順序等は、一例であり、本発明の限定する趣旨ではない。

また、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、より好ましい形態を構成する任意の構成要素として説明する。

なお、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。また、描く図において、実質的に同一の構成に関しては同一の符号を付しており、重複する説明は省略または簡略化する。

本発明を実施する形態を説明するに当たって、各実施の形態に共通の検知手段である電波センサの概念に関して簡単に説明を行う。

電波センサは、図４に示すように電波を送信し、反射物で反射して戻ってくる反射波を受信することで、反射物までの距離と反射物と電波センサ間の相対速度を求めるものである。

電波センサは、例えば、２４ＧＨｚ帯域の電波を用いたＦＭＣＷ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ
Ｍｏｄｕｌａｔｅｄ Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｗａｖｅ）方式を採用してもよい。ＦＭＣＷ方式による電波センサの動作原理は以下の通りである。

ＦＭＣＷ方式の電波センサは、送信波を周波数変調している。受信波は、反射物までの往復する時間分だけ前に送信されているので、反射物までの距離は、受信波の周波数と、この受信波を受信したときの送信波の周波数との差に影響を及ぼす。また、反射物が移動している場合には、図５に示すように、その移動速度に応じたドップラー効果によって受信電波の周波数が変化し、送信波との間で周波数の差が生じる。そして、ＦＭＣＷ変調により周波数が増加しているときと減少しているときでは、反射物までの距離に依存する周波数差と反射物の移動による周波数差の現れ方に差が生じる。これを利用して、電波センサは反射物までの距離と反射物の移動速度を求める。言い換えると、電波センサは、反射物までの距離情報と移動速度情報を得る。

以下、この電波センサの概念に基づいて、車輛内の具体的構成、センサの取り付け位置等を用いて、本発明のシステムの説明を行う。

（実施形態１）
まず、自動車の車輛内の運転座席（１）もしくは助手座席におけるヒトの検知について説明する。
図１、図２にその構成を示す。電波センサの取り付け位置は、運転座席（１）等の背凭れ（１−１）上部（図１参照）、座席等前方天井（図２参照）等、シート（各種座席）上部に取り付けている。運転座席（１）の前方にはハンドル（２）が設けられている。電波センサ（３）は検知手段の一態様である。

例えば２４ＧＨｚ帯の電波は、ヒトの表面、或いはヒトの体内の浅い部分で反射する。ヒトで反射した反射波の一部は電波センサ（３）に戻る。一方、自動車の車輛内には、車ボディー、シートなどの自動車構成物が存在し、さらに車内に置かれた荷物が存在する場合もある。これらはその材質によっては電波を反射する。従って、電波センサ（３）で受信した反射波は、ヒトからの反射波の他に、これらの自動車構成物、及び車内に置いた荷物で反射した反射波も含まれる。

ヒトは大小はあるものの、何らかの動きを伴ってシートに着座している。一方、自動車構成物や荷物は静止、もしくは車の動きと相関の高い変動をしているため、電波センサ（３）に対して相関の高い変動をしていると考えられる。従って、車の動きに同期しない動
きのある反射物をヒトと検知すれば、ヒトと物体との区別が可能となる。

前述のようにＦＭＣＷ方式の電波センサ（３）を用いると、図４に示すように反射物までの距離と反射物の移動速度を求めることができる。しかし、自動車の車内にいるヒトの動きは車の動きと比較してに遅く、ドップラー効果による周波数の変化も非常に小さい。従って、車内にいるヒトの動きをドップラー効果によって求めるには、一般的な電波センサ（３）ではなく、非常に高い測定能力を有する電波センサ（３）が必要となってしまう。

一方、ヒトの動きは、電波センサ（３）とヒトとの距離の変化でもある。従って、ヒトに反射した反射波は、ヒトが存在している距離を基準に細かい距離の変動が生じている。従って、細かな距離の変動を生じている反射物がわかれば、それがヒトである可能性が高い。

電波センサ（３）の用途として、例えばシートベルトリマインダーがある。シートベルトリマインダーは、ヒトが着座しているのにシートベルトを装着していないときに報知を発するものである。このときに、ヒトがその席に着座しているか、否かを検出する手段として電波センサ（３）を用いることができる。

この場合の電波センサ（３）を用いたシートベルトリマインダーの動作を図３に基づいて説明する。動作を制御する制御手段は、電波センサ（３）の構成として組み込まれていても、他の車動作のコントローラと一体となっていてもかまわない。

まず、電波センサ（３）が、電波を送信し（Ｓ１）、その反射波を受信し（Ｓ２）、反射物からの距離を検出する（Ｓ３）。経時的に検出した反射物からの距離から、検知した距離が変動しているかどうかを距離変動を算出することで確認する（Ｓ４）。その結果、変動がないもしくはその変動が一定検知の値以下の場合（Ｓ５）は、ヒト（乗員）がいない（Ｎ）と判断し、変動しているもしくは、一定の検知の値以上の場合（Ｓ５）は、ヒト（乗員）が存在する（Ｙ）と判断する。ヒトが存在すると判断した場合、シートベルトが装着されているかどうかを検知し（Ｓ６）、シートベルトが装着されていない場合は、報知信号を出力して（Ｓ７）、シートベルトを装着することを促す。

このような用途の場合、ヒトの検知には、数秒、又は早くても１秒の数分の１の程度の時間で行えばよい。従って、ある瞬間におけるヒトの着座の有無を検知する必要はなく、ある一定の時間をかけてヒトの検知を行う、すなわちサンプリングに時間をとってよい。サンプリング時間は、電波センサ（３）の用途によっても異なるが、上述のようにシートベルトリマインダーであれば、例えば０．４秒〜５秒程度である。乗員に報知を行う用途の場合、通常は上記時間であればよい。このようにサンプリング時間中の反射波から得られる距離情報において、細かな距離変動をしているデータがあれば、それはヒトであると判断する。

ヒトであるか、否かの判定の精度を上げるためには、予めヒトに反射した反射波から得られる距離データの特徴を把握させておき、その特徴を有する反射波を受信したときに、その反射波はヒトで反射したと判断させればよい。このヒトで反射した距離データの特徴は、機械学習などの手段を用いることができる。

このように測定を行うことで、ドップラー効果による検出原理を用いずヒトの検知ができるので、一般的な電波センサ（３）を用いて、簡易な構成で、ヒトと物との判別をすることが出来る。

なお、ヒトがいない場合の送信波と反射波の関係のデータを予め保有しておき、このデータと実際に測定した反射波とを比較することを利用することもできる。

ヒトがいない場合のデータにより、車内の構造、例えば、電波センサ（３）と座席との距離を検知することができる。これとヒトが乗車したときのデータと比較すると、例えば座席に対しヒトが離れすぎているときは、ヒトが正しい着座をしていないと考えられ、何かの報知をしてもよい。

更に、事前に車内の構造から、予め、乗員がいる場合のヒトの存在する範囲を記憶しておき、その範囲の電波センサ（３）の送信波を調整して、より正確に検知したり、前記想定範囲外にヒトを検知した場合は、正しく着座するよう、報知することもできる。

更に、ヒト検知の電波を確実に検知するために、ボディー、シートなどの自動車の構成物が電波を吸収するようにすることで、自動車構成物からの反射波を無くすと、より明確に判別することが出来る。

なお、電波センサ（３）は、ダッシュボード、Ａピラーと呼ばれるフロントガラス（全面窓）と運転手側のドアとの間の柱、又は天井であって運転手の前方斜め上に設置してもよい。

次に、後部座席それぞれの着座位置におけるヒトの着座の有無を検知する場合に、１個の電波センサ（３）を用いる方法がある。この場合、後部座席の何れの位置に乗員が着座しているかの検出を、電波センサ（３）からの距離の違いに置き換えて行う。

具体的には図６に示すように、例えば、電波センサ（３）を右後部座席（４−１）の右端に配置し、そこから右後部座席（４−１）から中央後部座席（４−２）、さらに左後部座席（４−３）までを含むような照射角で電波を送信する。この場合、反射波のうち、距離が短い所で反射した反射波は右後部座席（４−１）の乗員を示し、中距離で反射した反射波は中央後部座席（４−２）に乗員を示し、遠距離で反射した反射波は左後部座席（４−３）の乗員を示す。

電波センサ（３）の設置位置を左後部座席（４−３）の左側に配置しても同様の原理で検知が出来る。電波センサ（３）の配置位置は、座席内ではなく、ボディーであってもよい。例えば、通称「Ｂピラー」と呼ばれる前部扉と後部扉との間に柱に取り付けてもよい。或いは、通称「Ｃピラー」と呼ばれる後部扉の後ろの柱に取り付けてもよい。Ｂピラーに取り付けることにより、後部座席の乗員検知はもちろん、車のドアからのヒトの乗り降りも検知することができ、乗員数のカウントに正確をきす情報を得ることもできる。さらに、前部座席の上部に位置するボディの天井（図７参照）や後部座席の左右の上部に位置するボディの天井に取り付けてもよい。前部座席上部に取り付けることにより、前部座席のシートの傾き補正に使用してもよい。

なお、上記電波センサ（３）の検知では、反射物から電波センサ（３）までの距離を測定することによりヒトを検知することを説明してきたが、電波センサ（３）では、３次元情報の取得をすることもできる。

電波センサ（３）から指向性の強い電波を送信し、送信方向を２方向にスキャンすることで、この２方向と距離方向の３次元情報を得る。２次元方向のスキャンは、例えば、ブラウン管のテレビのように縦方向に走査させている中で、横方向に細かく走査させるような方法を採用してもよい。これにより、電波センサ（３）を基準とする反射物の方向がわかり、反射物の位置情報と併せて３次元の情報を得ることができる。

電波センサ（３）を走査せずとも、２個の電波センサ（３）を用いることで３次元情報を得ることもできる。第１の電波センサと第２の電波センサを用い、第１の電波センサと第２の電波センサ間の距離は固定で既知であり、第１の電波センサからの距離情報と第２の電波センサからの距離情報を用いれば、三辺の長さが決まった三角形は一つのみ定まることから、どの位置に反射物があるかを知ることができ、３次元情報を得ることができる。

３次元情報を利用すると、ヒトの体格を検知し、小さなヒトか大きなヒトかの区別をつけることが出来る。検知したヒトが大人であるか、子供であるかについて、大まかな推定が可能となる。また、ヒトの体勢を検知することも出来る。

なお、送信方向を１方向にスキャンすることでスキャン方向と距離方向の２次元情報を得ることができる。

（実施形態２）
実施形態２として、ヒトの着座に加えて、ヒトの生体情報も同時に取得する方法を説明する。

ヒトは呼吸や脈動により動いている。ヒトの呼吸や脈動は、その周期や動きの距離が一定の範囲内であるので、ヒトの移動した情報から呼吸や脈動を推測することができる。従って、電波センサ（３）でヒトの動きを検知し、その人の呼吸数や脈拍数などの生態情報を検知することができる。

運転座席（１）に着座しているヒト、即ち運転手の生態情報の一定の範囲外の変動を検知し、運転手の身体に重大な異常が生じたと判断したときには、安全を確保するようにしてもよい。安全を確保する方法としては、例えば、自動的に自動車を停止させてもよい。或いは、非常点滅表示灯、いわゆるハザードランプを自動的に点滅させて、周りの自動車に注意を喚起させてもよい。

生体情報の検知には、電波センサ（３）以外のセンサやカメラなどの生体情報取得手段を用いてもよい。これらを組み合わせて、より詳細な運転手の生体情報を得ることができる。例えば、運転手が眠気を感じていると判断したときには、その旨を運転手に報知したり、休憩を促すアナウンスをすることである。

運転手の生体情報を得るための電波センサ（３）は、運転座席（１）の背凭れ上方（所謂ヒトが着座した時の心臓の高さ位置）が最も良く、ダッシュボード、Ａピラーと呼ばれるフロントガラス（全面窓）と運転手側のドアとの間の柱、又は天井であって運転手の前方斜め上に設置してもよい（図１、図２参照）。

これらは一つの電波センサ（３）で、生体情報の取得とヒトの着座の有無の検知の両方を行うものである。

なお、自動車は振動し、これに伴い車内も振動する。この振動は、乗員検知においてももちろんだが、特に繊細な検知が必要となる生体情報検知において大きく影響する。しかしながら、電波センサ（３）と反射物も同じように振動して、自動車の振動によって電波センサ（３）と反射物間の距離に影響を与えなければ、自動車の振動が電波センサ（３）の検知結果に悪影響を及ぼさない。しかし、取り付けられた固定物に対し、電波センサ（３）が振動すると検知結果に影響を及ぼすことが考えられる。そこで、電波センサ（３）が振動したときであっても、その影響が少ない取り付け方をすることが好ましいので、以
下、まず、図８を用いて、もっとも好ましい取り付け方に関して説明する。

電波センサ（３）は本体であり、取り付け部（３‘）により、固定物（５）に取り付けられる。固定物（５）は、例えば板形状であり、座席を構成する部品の一部、或いは座席内に設置され座席のフレームなどに固定されている。固定物はＸＺ平面に平行に設けられている。電波センサ（３）は、本体を基準に取り付け部（３’）がＸ軸方向に位置している。電波センサ（３）の取り付け部（３‘）には貫通孔が設けられ、この貫通孔を利用してビスなどの締結部品によって固定物（５）に固定される。電波センサ（３）から送信させる電波及び反射物で反射した電波はＺ軸方向であるとする。

この構成の場合、電波センサ（３）の本体は、取り付け部（３‘）の貫通孔を中心としたＺ軸周りの回転方向に振動し易い。これに対しＸ軸周りの回転方向には、電波センサ（３）の本体及び取り付け部（３’）の構成により剛性が高く、振動し難い。Ｙ軸周りの回転方向にも、同様に振動し難い。従って、電波センサ（３）はＺ軸方向、言い換えると電波の送受信方向を回転軸とする回転方向の振動は他の方向の振動より生じやすい。

このような電波センサ（３）の振動は、Ｚ軸方向への移動量は小さく、電波センサ（３）と反射物との距離の変化に及ぼす影響は少ない。電波センサ（３）が振動することによって、電波が送信される位置（電波が反射物に当たる位置）も移動するが、振動による電波センサ（３）の移動量は小さいので、殆ど影響を及ぼさない。なお、本体および取り付け部（３‘）のＺ軸方向の幅は広い方が振動を生じ難いので好ましい。

次に好ましい取り付け方に関して、以下、図９を用いて説明する。

電波センサ（３）の構造は、上述した「一番好ましい取り付け方」と同じであり、固定物（５）もＸＺ平面に平行に設けられている。取り付け部（３’）は電波センサの本体（３）を基準にしてＺ軸方向に位置している。電波センサ（３）から送信させる電波及び反射物で反射した電波はＺ軸方向であるとする。

この構成の場合、電波センサ（３）はＸ軸方向を回転軸とする回転方向の振動は他の方向の振動より生じやすい。その理由は「一番好ましい取り付け方」と同様である。

このような電波センサ（３）の振動は、Ｚ軸方向への移動量は小さく、電波センサ（３）と反射物との距離の変化に及ぼす影響は少ない。電波センサ（３）が振動することによって、電波が送信される方向が変わるので、「一番好ましい取り付け方」に比べると送信波が送信される位置のずれが大きくなってしまう。しかし、電波の速度と電波センサ（３）が振動することに伴う移動速度とを考慮すると、電波センサ（３）の検知結果に与える影響は小さい。

なお、電波センサ（３）の取り付け部（３‘）は、本体に対し、電波の送信方向とは逆の方向にすると、取り付けのための締結部品が電波の邪魔をしないので好ましい（図９（ｂ）参照）
次に、上述した取り付け方以外の取り付けに関して、図１０を用いて、以下説明する。

電波センサ（３）の構造は、「一番好ましい取り付け方」と同じであるが、固定物（５）はＸＹ平面に平行に設けられている。電波センサ（３）から送信させる電波及び反射物で反射した電波はＺ軸方向であるとする。

この構成の場合、電波センサ（３）はＸ軸方向を回転軸とする回転方向の振動は他の方向の振動より生じやすい。その理由は「一番好ましい取り付け方」と同様である。この振
動は、直線方向にするとＺ軸方向の移動となり、電波センサ（３）と反射物との距離の変化に及ぼす影響が比較的大きい。従って、この取り付け方よりも上述した２つの取り付け方の方が好ましい。

なお、電波センサ（３）の剛性をあげることで、この影響を低減することは可能である。

上述した電磁センサの取り付け方に加えて、取り付けた電磁センサの近傍にアンテナ機能を有する部材が存在し、指向性等を高めることで、より正確かつ確実に生体情報を取得することが出来る。

具体的一例として、パラボラアンテナを想定する。例えば、座席内に電波センサ（３）を設置する場合に、座席に設けられた補強用のフレームの一部をパラボラアンテナの形状（６−１）にして、電磁センサを、図１１のように配置すると、指向性と利得の強い電波を送信することができる。

特に、電波センサ（３）を運転座席（１）の背もたれに設置し、運転手の生体情報を取得する場合には、指向性と利得を強くすることは有用である。

また、アンテナ機能を持たせる部材をスロットアンテナ形状にしても良い。

図１２に示すように、座席内に電波センサ（３）を設置する場合に、座席内に設けられた補強用のフレームの一部に開口部を設け、フレームをスロットアンテナ（６−２）として使用すると、利得（ゲイン）を上げることができる。

更に、別の形態で指向性を高めるものとして、座席内部の部材をホーンアンテナ形状にすることが考えられる。座席内に電波センサ（３）を設置する場合に、図１３に示すように、座席内にホーンアンテナ（６−３）を組み込んでもよい。これにより、指向性と利得の強い送信波を送ることができる。

特に、電波センサ（３）を運転座席（１）の背もたれに設置し、運転手の生体情報を取得する場合には、指向性を強くすることは有用である。

（実施形態３）
実施の形態１で説明した１個の電波センサ（３）で後部座席３人分の着座の有無を検知する場合には、３人分の着座位置に電波を照射する必要がある。従って、電波センサ（３）の照射角が大きい又は電波センサ（３）の設置位置と後部座席（４）の着座位置との距離を長く取る必要がある。前者の場合には電波センサ（３）のトータルの送信エネルギーを増やす必要があり、後者の場合には距離が長くなるほど、外乱、マルチパス、乱反射、及び他の障害物などの影響を受けやすい。

そこで、実施形態３で、２個の電波センサ（３）で後部座席（４）３人分の着座の有無を検知することにより、これらの影響を除去又は削減できる方法を提供する。

具体的な手段を以下説明する。

この場合、図１４に示すように、第１の電波センサ（３−１）と第２の電波センサ（３−２）を用いる。第１の電波センサ（３−１）は車内の右側に配置し、右後部座席（４−１）と中央後部座席（４−２）に電波を照射する。第２の電波センサ（３−２）は車内の左側に配置し、左後部座席（４−３）と中央後部座席（４−２）に電波を照射する。

第１の電波センサ（３−１）によって、右後部座席（４−１）に着座したヒトは、短距離の反射物として捉えることができ、中央後部座席（４−２）に着座したヒトは中距離の反射物として捉えることができる。同様に第２の電波センサ（３−２）によって、左後部座席（４−３）に着座したヒトは、短距離の反射物として捉えることができ、中央後部座席（４−２）に着座したヒトは中距離の反射物として捉えることができる。

この場合も、ヒトと他の反射物との違いは実施の形態１と同様に区別することができる。また、到来波推定等の演算処理を低減できる。

このようにして、２つの電波センサ（３−１、３−２）で後部の各座席ごとにヒトの着座の有無を検知することができる。

この場合も、第１の電波センサ（３−１）及び第２の電波センサ（３−２）は、後部座席（４）、後部座席の天井（図１５参照）、ボディーのＢピラー（図１６参照）、又はＣピラーに設置してもよい。

（実施形態４）
次に、実施形態４で、前部座席（運転座席（１）、助手座席（７））と後部座席（４）を一つの電波センサで検知する手段を説明する。

図１７、図１８に示すように、電波センサ（３−３）を前部座席内に設置し、前方、即ち前部座席（たとえば運転座席（１）の着座方向と、後方、即ち後部座席（４）方向の２方向に電波を送信させる。前部座席には、運転手が着座する運転座席（１）と、運転手の隣の助手座席（７）の２つがある。この両方の座席に前方と後方の２方向に電波を送信する電波センサ（３−３、３−４）を設置する。運転座席（１）の着座の有無は、運転座席（１）に設置した電波センサ（３−３）が検知する。助手座席（７）の着座の有無は助手席に設置した電波センサ（３−４）が検知する。後部座席（４）は、運転座席（１）に設置した電波センサ（３−３）と助手座席（７）に設置した電波センサ（３−４）によって、後部座席の各座席の着座の有無を検知する。

運転座席（１）に設置する電波センサ（３−３）は、図１９に示すように、電波の送信回路は一つで、前方に送信するアンテナと後方に送信するアンテナを有することで、前方と後方の２方向に電波を送信することができる。受信アンテナは前方で反射した反射波の受信アンテナと後方で反射した反射波の受信アンテナを別々に有することが好ましい。送信回路は発信回路、変調回路、及び増幅器を含む。送信するときには、制御信号を入力することで発信回路を所定の周波数で発信させる。この発信回路からの信号を変調回路で変調し送信波を作る。送信波は増幅器で増幅されアンテナから送信される。このとき、前方に送信する前方送信波のアンテナと後方に送信する後方送信波のアンテナとは別のアンテナを用いる。前方からの反射波である前方反射波は前方反射波用のアンテナから受信回路で受信される。この受信回路で受信した受信波と、変調回路で作られた送信波を混合回路でミキシングし、これにより送受信波によるビート信号を得ることで、前方の反射物までの距離情報を取得することができる。同様に後方反射波を受信することで後方の反射物までの距離情報を取得することができる。

また、図２０に示すように、前方座席（運転座席（１）、助手座席（７））と後部座席（４）に発信する電波の送信回路を別々に設けても良い。これによって、前方に送信した電波と後方に送信した電波の混信などを防ぐことができる。この場合、送信電波の変調を前方へ送信する電波と後方へ送信する電波とで異ならせることで、これらの２つの電波の混信を防ぐことができる。助手座席（７）に設置する電波センサ（３−４）も同様である
。

なお、前方への送信波の照射範囲は狭くし、欲しい生体情報を得るのに必要な範囲に照射するようにしてもよい（図１７、図１８参照）。例えば、脈拍数を知りたい場合には、運転手の胸周辺に照射するようにしてもよい。照射範囲を狭くすることで、電波センサ（３）は、外乱が少なく、またエネルギーを特定検知物へ集中することができるため、Ｓ／Ｎ比が改善される。照射範囲を狭くするには、例えば、指向性の強いアンテナを用いてもよい。

これに対し、後方への送信波は、右側又は左側の後部座席（４）の着座位置と中央部の後部着座位置に照射する必要があるので、前方への送信波に比べ、照射範囲を広くしてもよい。即ち、前方への送信波の照射角度範囲は後方への送信波の照射角度より小さくしてよい。

また、電波センサ（３）が、後方へ送信した電波から、後方の乗員がいないと判定した場合、前記電波センサ（３）の前方への送受信出力を増加もしくは後方への送受信出力の停止の少なくとも一方の操作を行うことにより、存在する乗員の状態情報（生体情報、感情情報等）を正確かつ確実に取り込むことができるようにする。

加えて、車輛内の形状・寸法・材質等車輛に関する情報と、標準的な乗員の個人・生活等に関する情報などを記憶している記憶手段を備え、前記制御手段は、前記検知手段が受信した電波から、前記記憶手段から得られた前後シート間の距離から人体の厚みを引いた距離と判断した場合は、後部座席に乗員は存在しないと判定することもおこなえる。

前記制御手段は、前記記憶手段から得られた車輌内情報と、学習した特定乗員の個人・生活情報等から、事前に検知手段の検知エリアを予測した後、前記検知手段を動作させ、検知し判定して、その予想範囲外で乗員を検知した場合、乗員がきちんと着座していないとみなし、何らかの警報を報知すると、安全な自動車運転を実現することができる。

前方座席（運転座席（１）、助手座席（７））、または後部座席（４）の部材は、乗員であるヒトの反射率とことなる材質を有していてもよい。

以上説明したように、本開示は、車輛内の乗員検知及び乗員の生体情報を取得するに当たって有用なシステムである。

１…運転座席
２…ハンドル
３…電波センサ
４…後部座席
６…アンテナ形状の部材
７…助手座席

Claims (11)

1. 車輛内のシート上方に取り付けられている共に、前記シートの少なくとも前方もしくは後方に向けて電波を送信し、前記電波の反射電波を受信する検知手段と、前記受信した反射波に基づいて前記車輛内の前記シートの人体の有無およびその状態を判定する制御手段と、前記制御手段が判定した結果に基づいて、その結果を報知する報知手段とを備えた乗員状態検知システム。
2. 前記制御手段は、前記検知手段からの送信電波及びその反射電波に変化が無いもしくは所定の範囲内での変化しか見られないまま一定時間経過する電波の反射物は、人体でないと判定する請求項１記載の乗員状態検知システム
3. 前記検知手段は、前記シートの長手方向左右上方に少なくとも複数配設され、前記制御手段は、左右方向配設された其々の前記検知手段からの前方への送信電波と反射電波から、前記シート上に着座している乗員の人数等を判定する請求項１または２記載の乗員状態検知システム。
4. 前記検知手段は、シート内部に取り付けられ、前方及び後方に向けて電波を送信すると共に反射波を受信し、前記制御手段は、前記前方への送信電波とその反射電波から前記検知手段が装着されているシートの乗員状態を検出し、前記後方への送信電波と反射電波から前記検知手段が装着されているシートの後方のシートの乗員状態を検出し、其々判定する請求項１または２記載の乗員状態検知システム。
5. 前記制御手段は、検知手段の前方からの送信電波と受信電波から、前記検知手段が装着されているシートの乗員の生体情報を判定する請求項１から４いずれか１項記載の乗員状態検知システム。
6. 前記検知手段が装着されているシートの部材は、前記検知手段から送信される電波に対してアンテナ特性を有するような構造に形成されている請求項１から５いずれか１項記載の乗員状態検知システム
7. 前記検知手段が装着されているシートの部材は乗員と反射率の異なる材料を有している請求項６記載の乗員状態検知システム。
8. 前記検知手段は、送信電波の発信方向が車の進行方向と略同一方向となるように固定部材で取り付ける請求項１から７いずれか１項記載の乗員状態検知システム。
9. 前記制御手段が、前記検知手段が後方へ送信した電波から、後方の乗員がいないと判定した場合、前記検知手段の前方への送受信出力を増加もしくは後方への送受信出力の停止の少なくとも一方の操作を行う請求項４または５記載の乗員状態検知システム
10. 車輛内の形状・寸法・材質等車輛に関する情報と、標準的な乗員の個人・生活等に関する情報などを記憶している記憶手段を備え、前記制御手段は、前記検知手段が受信した電波から、前記記憶手段から得られた前後シート間の距離から人体の厚みを引いた距離と判断した場合は、後部座席に乗員は存在しないと判定する請求項４記載の乗員状態検知システム。
11. 前記制御手段は、前記記憶手段から得られた車輌内情報と、学習した特定乗員の個人・生活情報等から、事前に検知手段の検知エリアを予測した後、前記検知手段を動作させ、検知し判定する請求項１から９いずれか１項記載の乗員状態検知システム