JP2021011126A - Occupant monitoring device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両の乗員の状態を監視する乗員監視装置に関する。 The present invention relates to an occupant monitoring device that monitors the state of occupants of a vehicle.
従来、車両の乗員の状態を監視する乗員監視装置が各種提案されてきた。乗員の状態を監視する装置としては、例えばカメラによって乗員の表情を撮影したり、運転者によるアクセル操作やハンドル操作を監視したりするものが提案されている。乗員監視装置によって、乗員、特に運転者の状態を監視して、運転が困難な状態であることが推定される場合に警報等を行うことで、運転を抑制させることが可能となる。 Conventionally, various occupant monitoring devices for monitoring the condition of occupants of a vehicle have been proposed. As a device for monitoring the state of the occupant, for example, a device for photographing the facial expression of the occupant with a camera and monitoring the accelerator operation and the steering wheel operation by the driver have been proposed. The occupant monitoring device monitors the condition of the occupant, particularly the driver, and gives an alarm or the like when it is estimated that the driving is difficult, so that the driving can be suppressed.
乗員監視装置の1つとして、乗員の生体情報を検出する装置が知られている。例えば、特許文献1には、車両のシートベルトに心拍センサを備え、当該心拍センサにより検出した心拍データを、乗員の疲労度を算出するために利用することが開示されている。
また、特許文献2には、シートベルトに生体センサを設け、当該生体センサによって乗員の心拍や呼吸を検出して、乗員の体調を検知することが開示されている。
As one of the occupant monitoring devices, a device for detecting the biological information of an occupant is known. For example, Patent Document 1 discloses that a heartbeat sensor is provided in a vehicle seat belt, and the heartbeat data detected by the heartbeat sensor is used to calculate the degree of fatigue of an occupant.
Further,
しかしながら、特許文献1あるいは2のように、シートベルトに心拍センサ等の生体センサを設けたとしても、乗員の体格の違いや乗員が移動することによって、生体センサが乗員の胸部、特に心臓に面して適切に位置させることができず、正確に生体情報を検出できない虞がある。
また、シートベルトは、車両衝突時において乗員の保護性能を損なわないように、柔軟性を有することが要求される。
However, even if a biosensor such as a heart rate sensor is provided on the seat belt as in
Further, the seat belt is required to have flexibility so as not to impair the protection performance of the occupant in the event of a vehicle collision.
本発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、乗員の生体情報を精度よく検出するとともに、車両衝突時においてシートベルトによる乗員の保護性能を損なわない車両の乗員監視装置を提供することにある。 The present invention has been made to solve such a problem, and provides a vehicle occupant monitoring device that accurately detects occupant's biological information and does not impair the occupant's protection performance by a seatbelt in the event of a vehicle collision. To do.
上記の目的を達成するために、本発明は、シートに着座した乗員の上半身を拘束するショルダーベルト部を有するシートベルトを備えた車両に設けられ、前記シートに着座した乗員の状態を監視する乗員監視装置であって、前記ショルダーベルト部に設けられ、柔軟性を有する電極によって構成され、電磁波を発信する発信アンテナと、前記ショルダーベルト部に設けられ、柔軟性を有する電極によって構成され、前記発信アンテナから発信した電磁波が前記乗員で反射した反射波を受信する受信アンテナと、前記発信アンテナから発信した電磁波と、前記受信アンテナによって受信した反射波と、に基づいて、前記乗員の生体情報を検出する生体情報検出部と、を備え、前記受信アンテナは、前記ショルダーベルト部に複数個並べて配置され、前記生体情報検出部は、複数の前記受信アンテナによって受信した夫々の反射波のうち、最も信号強度の高い反射波を選択して使用し、前記乗員の生体情報を検出することを特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention is provided on a vehicle provided with a seat belt having a shoulder belt portion for restraining the upper body of the occupant seated on the seat, and the occupant who monitors the state of the occupant seated on the seat. A monitoring device, the transmitting antenna provided on the shoulder belt portion and composed of flexible electrodes and transmitting electromagnetic waves, and the transmitting antenna provided on the shoulder belt portion and composed of flexible electrodes. The biological information of the occupant is detected based on the receiving antenna that receives the reflected wave reflected by the occupant from the electromagnetic wave transmitted from the antenna, the electromagnetic wave transmitted from the transmitting antenna, and the reflected wave received by the receiving antenna. A plurality of the receiving antennas are arranged side by side on the shoulder belt portion, and the biometric information detecting unit is the most signal among the reflected waves received by the plurality of receiving antennas. It is characterized in that a high-intensity reflected wave is selected and used to detect the biological information of the occupant.
これにより、シートベルトにおいて乗員の上半身に密着させるショルダーベルト部に設けられた発信アンテナ及び受信アンテナを使用して乗員の生体情報を検出するので、乗員の特に胸部における生体情報を検出することができる。発信アンテナ及び受信アンテナは、柔軟性を有する電極によって構成されているので、車両衝突時においてシートベルトによって乗員が拘束された際に、発信アンテナあるいは受信アンテナによって乗員へ危害を加えることを回避して、シートベルトよる乗員の保護性能を損なわないようにすることができる。 As a result, the biological information of the occupant is detected by using the transmitting antenna and the receiving antenna provided on the shoulder belt portion of the seat belt that is in close contact with the upper body of the occupant, so that the biological information of the occupant, especially in the chest, can be detected. .. Since the transmitting antenna and the receiving antenna are composed of flexible electrodes, it is possible to avoid causing harm to the occupant by the transmitting antenna or the receiving antenna when the occupant is restrained by the seat belt in the event of a vehicle collision. , It is possible not to impair the protection performance of the occupant by the seat belt.
また、受信アンテナがショルダーベルト部に複数個並べて配置され、複数の受信アンテナで夫々受信された反射波のうち、最も信号強度の高い反射波が使用されて、乗員の生体情報が検出されるので、乗員の生体情報を精度よく検出することが可能となる。
好ましくは、前記受信アンテナは、前記ショルダーベルト部の延長方向に並べて複数個配置されているとよい。
In addition, a plurality of receiving antennas are arranged side by side on the shoulder belt portion, and among the reflected waves received by the plurality of receiving antennas, the reflected wave having the highest signal strength is used to detect the biological information of the occupant. , It becomes possible to accurately detect the biological information of the occupant.
Preferably, a plurality of the receiving antennas are arranged side by side in the extension direction of the shoulder belt portion.
これにより、体格の異なる乗員に対して幅広く対応して生体情報を検出することが可能となる。
好ましくは、前記受信アンテナは、前記ショルダーベルト部における前記乗員側の面に配置されるとよい。
これにより、乗員から反射してきた電磁波の反射波を受信アンテナによって精度よく検出することが可能となる。
This makes it possible to detect biological information in a wide range of ways for occupants of different physiques.
Preferably, the receiving antenna is arranged on the occupant-side surface of the shoulder belt portion.
This makes it possible to accurately detect the reflected wave of the electromagnetic wave reflected from the occupant by the receiving antenna.
好ましくは、前記生体情報は、前記乗員の心拍であるとよい。
これにより、乗員の上半身に密着させるシートベルトのショルダーベルト部に設けられた発信アンテナ及び受信アンテナを使用して乗員の心拍を精度よく検出することができる。
好ましくは、前記生体情報検出部は、前記シートに配置されているとよい。
Preferably, the biological information is the heartbeat of the occupant.
As a result, the heartbeat of the occupant can be accurately detected by using the transmitting antenna and the receiving antenna provided on the shoulder belt portion of the seat belt that is in close contact with the upper body of the occupant.
Preferably, the biometric information detection unit is arranged on the sheet.
これにより、シートに生体情報検出部を配置して、シートベルトに発信アンテナ及び受信アンテナのみ配置することができ、車両衝突時においてシートベルトによる乗員の保護性能が損なわれることを抑制することができる。 As a result, the biological information detection unit can be arranged on the seat, and only the transmitting antenna and the receiving antenna can be arranged on the seat belt, and it is possible to prevent the seat belt from impairing the protection performance of the occupant in the event of a vehicle collision. ..
本発明の乗員監視装置によれば、シートベルトのショルダーベルト部に設けられた発信アンテナ及び複数の受信アンテナを使用して乗員の生体情報を検出することができる。特に、複数の受信アンテナによって受信した夫々の反射波のうち、最も信号強度の高い反射波を使用して乗員の生体情報を検出するので、乗員の体格の違いに対応するとともに乗員の上半身がシート上で移動しても生体情報を精度よく検出することができる。 According to the occupant monitoring device of the present invention, the biological information of the occupant can be detected by using the transmitting antenna and the plurality of receiving antennas provided on the shoulder belt portion of the seat belt. In particular, among the reflected waves received by multiple receiving antennas, the reflected wave with the highest signal strength is used to detect the occupant's biological information, so the occupant's upper body can be seated while responding to differences in occupant's physique. Biological information can be detected accurately even if it moves on.
また、発信アンテナ及び受信アンテナは、柔軟性を有する電極によって構成されているので、シートベルトよる乗員の保護性能を損なわないようにすることができる。 Further, since the transmitting antenna and the receiving antenna are composed of flexible electrodes, it is possible to prevent the seat belt from impairing the protection performance of the occupant.
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
図1は、本発明の実施形態の乗員監視装置を備えたシート1及びシートベルト装置2の構造を示す正面図である。図2は本実施形態に係るショルダーベルト部21におけるアンテナの配置例を示す構造図である。図3は本実施形態に係る乗員監視装置3の構成図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a front view showing the structure of the seat 1 and the
本発明の乗員監視装置は、例えば3点式シートベルト装置のような、シート1に着座した乗員の上半身、詳しくは胸部を拘束するショルダーベルト部21を有するシートベルト装置2及びシート1に備えられている。
図1に示すように、車両の運転席であるシート1に設けられたシートベルト装置2は、帯状の布部材で形成されたウェビング10(シートベルト)、ウェビング10にスライド可能に装着されるタング11、タング11を固定するバックル12、ウェビング10を摺動可能に支持するショルダーアンカー13、ウェビング10の一端部を巻き取るリトラクタ14、ウェビング10の他端部を車体もしくはシートフレームに固定する15を備えている。
The occupant monitoring device of the present invention is provided in the
As shown in FIG. 1, the
バックル12は、シート1の車幅方向内側に配置され、タング11が挿入されて当該タング11を車体側、詳しくはシート1のシートクッション16の右側部に支持する。
ショルダーアンカー13は、シート1の車幅方向外側のピラー17の上部に設けられ、シートバック18より後方かつ上方に配置されている。
リトラクタ14は、ショルダーアンカー13の下方、例えばシート1の車幅方向外側のピラー17の下部に配置されている。リトラクタ14には、車両衝突時にウェビング10を引き込んで張力を付与するプリテンショナ機構が備えられている。
The
The
The
ウェビング10におけるベルトアンカー15からタング11までの部位であるラップベルト部20は、シート1に着座した乗員Mの下半身、詳しくは乗員Mの腰部を拘束する。一方、ウェビング10におけるタング11からショルダーアンカー13までの部位であるショルダーベルト部21は、シート1に着座した乗員Mの上半身を拘束する。
本実施形態の乗員監視装置3は、発信アンテナ30、受信アンテナ31及びセンサECU32(生体情報検出部)を備えている。
The
The occupant monitoring device 3 of the present embodiment includes a transmitting
センサECU32は、シートクッション16のベルトアンカー15側の側面に設けられている。
発信アンテナ30及び受信アンテナ31は、ショルダーベルト部21に設けられている。発信アンテナ30及び受信アンテナ31は、例えば薄板状の銅板のような柔軟性を有する導電体によって形成された電極である。
The sensor ECU 32 is provided on the side surface of the
The transmitting
図2に示すように、発信アンテナ30は、標準体格の人間がシート1に着座した場合に、ショルダーベルト部21において当該人間(乗員M)の心臓Hの位置に最も近い位置を中心として、延長方向に延びて形成されている。発信アンテナ30は、シート1に着座してシートベルト装置2を使用する略全ての乗員において、心臓Hに近い位置をカバーするように設定されている。ショルダーベルト部21及びラップベルト部20には、発信アンテナ30のベルトアンカー15側の端部からベルトアンカー15に向かって配線33が延びている。
As shown in FIG. 2, when a person of standard physique sits on the seat 1, the transmitting
受信アンテナ31は、発信アンテナ30に沿ってショルダーベルト部21に配置され、ショルダーベルト部21の延長方向に複数個並べて配置されている。なお、図2では、受信アンテナ31が4個設けられている。受信アンテナ31は、電磁波を受信し易いように、複雑な形状に屈曲している。ショルダーベルト部21及びラップベルト部20には、各受信アンテナ31から夫々ベルトアンカー15に向かって、配線33に沿って配線34が延びている。
The
発信アンテナ30及び受信アンテナ31からの夫々の配線33、34は、ショルダーベルト部21及びラップベルト部20を通過して、ラップベルト部20のベルトアンカー15付近でセンサECU32に夫々接続されている。
発信アンテナ30及び受信アンテナ31は、ショルダーベルト部21における乗員M側の面に配置されている。
The
The transmitting
図3に示すように、センサECU32は、マイクロ波センサ40、フィルタ回路41、MPU42(マイクロプロセッサ)、3軸加速度センサ43、CANドライバ44、及び図示しない入出力装置、制御プログラムや制御マップ等の記憶に供される記憶装置(ROM,RAM等)タイマカウンタ等を備えている。
マイクロ波センサ40は、物体を検知する電磁波センサであり、発信アンテナ30からの配線33及び受信アンテナ31からの配線34が夫々接続されている。マイクロ波センサ40は、発信アンテナ30を介してマイクロ波(電磁波)を出力するとともに、当該出力したマイクロ波が人体(乗員M)によって反射してきた反射波を、受信アンテナ31を介して受信する機能を有する。マイクロ波センサ40は、MPU42とSPI通信によって接続されて作動制御されるとともに、マイクロ波の発信信号と受信信号より、当該受信信号をIQ出力として出力する。
As shown in FIG. 3, the
The
フィルタ回路41は、マイクロ波センサ40から出力した受信信号(IQ出力)に対してノイズを除去する機能を有する。なお、受信信号には、心拍信号、呼吸信号等の生体情報が付加されており、フィルタ回路41は必要とする生体情報以外の信号を除去するような設定にすればよい。
3軸加速度センサ43は、3軸方向の加速度を検出するセンサであり、車両の加速度を検出する。3軸加速度センサ43は、MPU42とSPI通信によって接続されている。
The
The 3-
CANドライバ44は、車両のコントロールユニット45とMPU42とをCAN通信によって接続するためのユニットである。車両の各種信号、例えば車両電源信号や、ウェビング10の装着信号、即ちタング11のバックル12への挿入信号をMPU42に入力するとともに、MPU42から乗員Mの生体情報を車両のコントロールユニット45に出力する機能を有する。
The
MPU42は、車両電源オン及びウェビング10の装着信号を入力した際に、SPI通信によってマイクロ波センサ40を作動制御して、発信アンテナ30からマイクロ波を出力させる。発信アンテナ30から出力したマイクロ波は乗員Mに反射し、その反射波が受信アンテナ31によって受信される。マイクロ波センサ40は、IQ出力とした受信信号を、フィルタ回路41を介してノイズを除去した上でMPU42に出力する。
When the vehicle power is turned on and the mounting signal of the
なお、受信アンテナ31は複数設けられており、マイクロ波センサ40は各受信アンテナ31から夫々受信信号を入力して、MPU42に出力する。MPU42は、各受信アンテナ31からの受信信号において、最も信号強度の高い受信アンテナ31からの受信信号を選択して使用する。
MPU42は、最も信号強度の高い受信アンテナ31からの受信信号より、乗員Mの心拍や呼吸等の生体信号を抽出する。そして、センサECU32のMPU42は、抽出した生体情報を車両のコントロールユニット45に出力し、例えば警告や車外への通信、車両の走行停止等の各種制御に利用可能とする。
A plurality of receiving
The
なお、受信信号とともに3軸加速度センサ43から車両の加速度を入力して、生体信号の抽出に利用したり、生体信号に基づいて実行する警告等の制御に利用したりすればよい。例えば、車両がバンプなどで大きく上下に振動した場合に、3軸加速度センサ43によって車両の動きを検出して、車両の振動に伴う受信信号のノイズを除外するように制御すればよい。
The acceleration of the vehicle may be input from the 3-
以上のように、本実施形態の乗員監視装置3は、車両のシート1に着座した乗員Mの心拍を検出して、乗員Mの体調を監視する。
乗員監視装置3は、シートベルト装置2におけるウェビング10のショルダーベルト部21に発信アンテナ30及び受信アンテナ31を備えており、発信アンテナ30から発信したマイクロ波(電磁波)が乗員Mに反射して、その反射波を受信アンテナ31が受信して、当該発信したマイクロ波と受信した反射波とに基づいて、乗員Mの心拍を検出する。このようにショルダーベルト部21に発信アンテナ30及び受信アンテナ31を備えることで、乗員の心臓Hに近い位置に発信アンテナ30及び受信アンテナ31を密接させることができ、精度よく心拍を検出することが可能となる。
As described above, the occupant monitoring device 3 of the present embodiment detects the heartbeat of the occupant M seated on the seat 1 of the vehicle and monitors the physical condition of the occupant M.
The occupant monitoring device 3 includes a transmitting
また、発信アンテナ30及び受信アンテナ31は、柔軟性を有する導電体で形成された薄板の電極によって構成されているので、発信アンテナ30及び受信アンテナ31を設けることによるショルダーベルト部21の柔軟性の低下を抑制することができる。したがって、車両衝突時においてウェビング10によって乗員が強く拘束されたとしても、発信アンテナ30あるいは受信アンテナ31によって乗員へ危害を加えてしまうことを回避することができる。
Further, since the transmitting
更に、本実施形態では、受信アンテナ31がショルダーベルト部21に並べて複数設けられており、各受信アンテナ31で受信した反射波のうち、最も信号強度の高い反射波を使用して、乗員Mの生体情報を検出するので、ショルダーベルト部21に対して乗員Mが移動しても、マイクロ波を適切に受信することができる。
特に、受信アンテナ31がショルダーベルト部21の延長方向に並べて配置されているので、体格の異なる乗員に対して幅広く対応して生体情報を検出することが可能となる。
Further, in the present embodiment, a plurality of receiving
In particular, since the receiving
また、発信アンテナ30及び受信アンテナ31は、ショルダーベルト部21における乗員M側の面に配置されているので、乗員Mの生体情報の検出をより精度よく行うことができる。
また、乗員監視装置3のうち、発信アンテナ30及び受信アンテナ31以外の構成であるセンサECU32には、シート1に配置されている。これにより、ウェビング10に発信アンテナ30及び受信アンテナ31以外の構成部品を配置せずに、ウェビング10の機能が妨げられることを抑制することができる。
Further, since the transmitting
Further, among the occupant monitoring devices 3, the
なお、本発明は、上記実施形態に限定するものではない。
例えば、発信アンテナ30や受信アンテナ31のアンテナパターンについては、適宜変更してもよい。
また、センサECU32については、バックル12側のシートクッション16の側面に配置してもよい。この場合、ショルダーベルト部21に設けられた発信アンテナ30及び受信アンテナ31とセンサECU32との間の配線33、34の一部を、無線通信によって接続すればよい。これにより、タング11をバックル12から外して乗員Mがシート1に乗降する際に、発信アンテナ30及び受信アンテナ31とセンサECU32との間の配線33、34が邪魔になることを抑制することができる。
The present invention is not limited to the above embodiment.
For example, the antenna patterns of the transmitting
Further, the
また、マイクロ波センサ40については、乗員Mの生体情報が検出可能であれば、マイクロ波以外の電磁波センサを使用してよい。
また、発信アンテナ30及び受信アンテナ31を運転席以外のシートに設け、運転者以外の乗員の生体情報を検出して監視してもよい。
As for the
Further, the transmitting
1 シート
2 シートベルト装置
3 乗員監視装置
10 ウェビング(シートベルト)
21 ショルダーベルト部
30 発信アンテナ
31 受信アンテナ
32 センサECU(生体情報検出部)
1
21
Claims (5)
前記ショルダーベルト部に設けられ、柔軟性を有する電極によって構成され、電磁波を発信する発信アンテナと、
前記ショルダーベルト部に設けられ、柔軟性を有する電極によって構成され、前記発信アンテナから発信した電磁波が前記乗員で反射した反射波を受信する受信アンテナと、
前記発信アンテナから発信した電磁波と、前記受信アンテナによって受信した反射波と、に基づいて、前記乗員の生体情報を検出する生体情報検出部と、を備え、
前記受信アンテナは、前記ショルダーベルト部に複数個並べて配置され、
前記生体情報検出部は、複数の前記受信アンテナによって受信した夫々の反射波のうち、最も信号強度の高い反射波を選択して使用し、前記乗員の生体情報を検出することを特徴とする乗員監視装置。 An occupant monitoring device provided on a vehicle equipped with a seatbelt having a shoulder belt portion for restraining the upper body of an occupant seated on the seat, and monitoring the state of the occupant seated on the seat.
A transmitting antenna provided on the shoulder belt portion, which is composed of flexible electrodes and emits electromagnetic waves,
A receiving antenna provided on the shoulder belt portion, which is composed of flexible electrodes, and receives an electromagnetic wave transmitted from the transmitting antenna and reflected by the occupant.
A biological information detection unit that detects the biological information of the occupant based on the electromagnetic wave transmitted from the transmitting antenna and the reflected wave received by the receiving antenna is provided.
A plurality of the receiving antennas are arranged side by side on the shoulder belt portion, and the receiving antennas are arranged side by side.
The biological information detection unit selects and uses the reflected wave having the highest signal strength from the reflected waves received by the plurality of receiving antennas, and detects the biological information of the occupant. Monitoring device.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019124701A JP2021011126A (en) | 2019-07-03 | 2019-07-03 | Occupant monitoring device |
Applications Claiming Priority (1)
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2022209283A1 (en) * | 2021-03-29 | 2022-10-06 | テルモ株式会社 | Cardiac output measurement sensor and control program |
WO2023222469A1 (en) * | 2022-05-16 | 2023-11-23 | Autoliv Development Ab | Seatbelt arrangement and safety system |
-
2019
- 2019-07-03 JP JP2019124701A patent/JP2021011126A/en active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2023222469A1 (en) * | 2022-05-16 | 2023-11-23 | Autoliv Development Ab | Seatbelt arrangement and safety system |
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