JP2022043592A - Occupant detection device, and occupant detection system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、乗員検知装置、および、乗員検知システムに関する。 The present invention relates to an occupant detection device and an occupant detection system.
車両を含む移動体の乗員を検知する方法には、従来から電波を送信波として送信し、物体で反射した電波を反射波として受信してセンサ信号を生成する等の方法が提案されている。 As a method of detecting an occupant of a moving object including a vehicle, a method of transmitting a radio wave as a transmission wave and receiving a radio wave reflected by an object as a reflected wave to generate a sensor signal has been conventionally proposed.
例えば、特許文献1の乗員状態検知システムは、電波センサと、信号処理装置と、離席検知部と、報知部と、を備える。電波センサは、複数の座席のいずれかの上方に取り付けられ、電波を送信波として送信し、物体で反射した電波を反射波として受信してセンサ信号を生成する。信号処理装置は、センサ信号に基づいて検知エリア内の物体の動きから物体が人であるか否かを判定して、判定結果を出力する判定処理を実行する。そのために、乗員の微細な動きによる変化を検知するために、サンプリングが複数回必要であり、十分な検知時間を要する。離席検知部は、人が前方座席から離れる離席状態が発生したか否かを検知する。報知部は、離席検知部が離席状態の発生を検知したときに、信号処理装置が検知エリア内の物体が人であると判定すれば警報を出力する。なお、信号処理装置は、センサ信号に基づいて人の呼吸の特徴の有無を検知することで、検知エリア内に人が存在するか否かを判定する。
For example, the occupant state detection system of
しかしながら、上記の乗員状態検知システムでは、周波数解析等の演算処理が必要となるので乗員の状態の検出に時間を要する。また、周波数解析等の演算処理が不要となるシステムと比べて、上記の乗員状態検知システムは構成が複雑となりコストが増大することが懸念される。 However, in the above-mentioned occupant state detection system, it takes time to detect the occupant state because arithmetic processing such as frequency analysis is required. Further, compared to a system that does not require arithmetic processing such as frequency analysis, there is a concern that the above-mentioned occupant state detection system has a complicated configuration and an increase in cost.
本発明は、このような従来技術が有する課題に鑑みてなされたものである。そして、本発明の目的は、車両等の移動体において、周波数解析等の演算処理が不要であり、装置構成を簡易にしながらも、乗員検知精度を確保し、短時間で乗員を検知することが可能な乗員検知装置および乗員検知システムを提供することにある。 The present invention has been made in view of the problems of the prior art. Further, an object of the present invention is to ensure occupant detection accuracy and detect occupants in a short time while simplifying the device configuration without the need for arithmetic processing such as frequency analysis in a moving body such as a vehicle. It is to provide a possible occupant detection device and occupant detection system.
本発明の態様に係る、移動体に配置され、前記移動体の座席に乗員が着座しているか否かを電波によって検知する乗員検知装置であって、前記乗員検知装置の動作モードには、初期動作モード、検知動作モードが含まれ、前記乗員検知装置が検知動作モードで動作する場合には、送信された電波の送信時から、反射体からの反射波が受信されるまでの反射時間によって乗員が座席に着座しているか否かを決定するための反射時間判定値を決定する比較解析部であって、前記反射体は前記座席に着座する乗員または前記座席に設置される被検反射体である場合と、前記座席に具備または隣接する反射体である場合がある前記比較解析部と、送信された電波の送信時から前記反射体からの反射波が受信されるまでの反射時間が前記反射時間判定値よりも小さい場合には、乗員が前記座席に着座していると判定し、送信された電波の送信時から前記反射体からの反射波が受信されるまでの反射時間が前記反射時間判定値よりも大きい場合には、乗員が前記座席に着座していないと判定する検知判定部を含むことが好ましい。 An occupant detection device according to an aspect of the present invention, which is arranged on a moving body and detects whether or not a occupant is seated on the seat of the moving body by radio waves, and is initially set to the operation mode of the occupant detecting device. An operation mode and a detection operation mode are included, and when the occupant detection device operates in the detection operation mode, the occupant is determined by the reflection time from the time of transmission of the transmitted radio wave to the time when the reflected wave from the reflector is received. Is a comparative analysis unit that determines a reflection time determination value for determining whether or not is seated in a seat, and the reflector is a occupant seated in the seat or a test reflector installed in the seat. In some cases, the comparative analysis unit may be a reflector provided in or adjacent to the seat, and the reflection time from the time of transmission of the transmitted radio wave to the reception of the reflected wave from the reflector is the reflection. If it is smaller than the time determination value, it is determined that the occupant is seated in the seat, and the reflection time from the transmission of the transmitted radio wave to the reception of the reflected wave from the reflector is the reflection time. When it is larger than the determination value, it is preferable to include a detection determination unit for determining that the occupant is not seated in the seat.
前記乗員検知装置が初期動作モードで動作する場合には、電波の送受信方向を決定するための送受信指向性情報を決定する指向性制御部であって、前記座席と前記乗員検知装置との間の電波の伝搬経路に電波障害物がない状態で、前記座席に具備または隣接する反射体からの反射波が受信されるビーム方向を送受信指向性情報として決定する前記指向性制御部をさらに含み、前記比較解析部は、前記送受信指向性情報にしたがって、前記座席と前記乗員検知装置との間の電波の伝搬経路に電波障害物がない状態で、前記座席に具備または隣接する反射体に送信した電波の送信時から前記反射体からの反射波の受信までの時間を示す基準反射時間を決定し、前記送受信指向性情報にしたがって前記反射体と前記乗員検知装置との間の、前記座席に着座した乗員または前記座席に設置された被検反射体に送信した電波の反射波の受信までの時間を示す被検反射時間を決定し、前記基準反射時間と前記被検反射時間との間の時間から前記反射時間判定値を決定することが好ましい。 When the occupant detection device operates in the initial operation mode, it is a directional control unit that determines transmission / reception directional information for determining the transmission / reception direction of radio waves, and is between the seat and the occupant detection device. The directional control unit further includes the directional control unit that determines the beam direction in which the reflected wave received from the reflector provided in or adjacent to the seat is received as transmission / reception directional information in a state where there is no radio obstacle in the propagation path of the radio wave. The comparative analysis unit transmits the radio wave transmitted to the reflector provided in or adjacent to the seat in a state where there is no radio wave obstacle in the propagation path of the radio wave between the seat and the occupant detection device according to the transmission / reception directional information. The reference reflection time indicating the time from the time of transmission to the reception of the reflected wave from the reflector is determined, and the person is seated in the seat between the reflector and the occupant detection device according to the transmission / reception directional information. The test reflection time, which indicates the time until the reflected wave of the radio wave transmitted to the occupant or the test reflector installed in the seat, is received, is determined from the time between the reference reflection time and the test reflection time. It is preferable to determine the reflection time determination value.
さらに更新動作モードを含み、前記乗員検知装置が前記更新動作モードで動作する場合には、前記指向性制御部は、前記座席と前記乗員検知装置との間の電波の伝搬経路に電波障害物がない状態で、前記座席に具備または隣接する反射体からの反射波が受信されるビーム方向をあらたな送受信指向性情報として決定し、前記比較解析部は、前記あらたな送受信指向性情報にしたがって、前記基準反射時間を再計測し、前記あらたな送受信指向性情報にしたがって、前記被検反射時間を再計測し、再計測された前記基準反射時間と前記被検反射時間との間の時間をあらたな反射基準判定値として更新することが好ましい。 Further including the update operation mode, when the occupant detection device operates in the update operation mode, the directivity control unit has a radio wave obstacle in the propagation path of the radio wave between the seat and the occupant detection device. The beam direction in which the reflected wave from the reflector provided in or adjacent to the seat is received is determined as new transmission / reception directivity information, and the comparative analysis unit determines the new transmission / reception directivity information according to the new transmission / reception directivity information. The reference reflection time was remeasured, the test reflection time was remeasured according to the new transmission / reception directivity information, and the time between the remeasured reference reflection time and the test reflection time was calculated. It is preferable to update the reflection standard determination value.
前記送受信指向性情報は、前記反射波の振幅が最も大きいビーム方向を示す情報、または、前記反射波が測定可能な領域の中央部に前記電波を送信させるように向けるビーム方向を示す情報であることが好ましい。 The transmission / reception directivity information is information indicating the beam direction in which the amplitude of the reflected wave is the largest, or information indicating the beam direction in which the radio wave is directed to be transmitted to the central portion of the region where the reflected wave can be measured. Is preferable.
前記乗員検知装置が前記検知動作モードで動作する場合に、前記比較解析部において、反射波を判定できない、または、反射波の振幅のピーク値があらかじめ定められた値よりも小さい場合には、前記指向性制御部によってビーム方向を変化させ、前記反射波が測定可能な領域を探索し、前記比較解析部によって前記反射波が測定可能な領域の形状から、前記領域の形状が、乗員が着座している形状であるか否かを解析し、前記検知判定部によって前記領域の形状から乗員が前記座席に着座しているか否かを判定するように制御させる異常値制御部を含むことが好ましい。 When the occupant detection device operates in the detection operation mode, the comparative analysis unit cannot determine the reflected wave, or the peak value of the amplitude of the reflected wave is smaller than a predetermined value. The beam direction is changed by the directional control unit, a region where the reflected wave can be measured is searched, and the shape of the region is seated by the occupant from the shape of the region where the reflected wave can be measured by the comparative analysis unit. It is preferable to include an abnormal value control unit that analyzes whether or not the shape is the same and controls the detection determination unit to determine whether or not the occupant is seated in the seat from the shape of the region.
本発明の他の態様に係る乗員検知システムは、乗員検知装置と、前記移動体に配置された前記座席と、前記電波の指向性アンテナを含み、前記乗員検知装置は、前記座席の前方であって、前記座席と前記乗員検知装置との間の電波の伝搬経路に電波障害物がない前記移動体の内部に配置され、前記反射体は前記座席の背もたれ部分に具備されることが好ましい。 The occupant detection system according to another aspect of the present invention includes a occupant detection device, the seat arranged on the moving body, and a directional antenna of the radio wave, and the occupant detection device is in front of the seat. Therefore, it is preferable that the reflector is provided inside the moving body having no radio wave obstacle in the propagation path of the radio wave between the seat and the occupant detection device, and the reflector is provided on the backrest portion of the seat.
本発明によれば、車両等の移動体において、周波数解析等の演算処理が不要であり、装置構成を簡易にしながらも、乗員検知精度を確保し、短時間で乗員を検知することが可能な乗員検知装置および乗員検知システムを提供することが可能となる。 According to the present invention, in a moving body such as a vehicle, arithmetic processing such as frequency analysis is not required, and it is possible to secure occupant detection accuracy and detect occupants in a short time while simplifying the device configuration. It becomes possible to provide an occupant detection device and an occupant detection system.
以下、本実施形態に係わる乗員検知装置および乗員検知システムの一例について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下で説明する実施形態は、包括的または具体的な例を示すものである。以下の実施形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置および接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本開示に限定する主旨ではない。また、以下の実施形態における構成要素のうち、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、任意の構成要素として説明される。さらに、図面の寸法比率は説明の都合上誇張されており、実際の比率と異なる場合がある。 Hereinafter, an example of the occupant detection device and the occupant detection system according to the present embodiment will be described in detail with reference to the drawings. The embodiments described below are comprehensive or specific examples. The numerical values, shapes, materials, components, arrangement positions and connection forms of the components, steps, the order of steps, and the like shown in the following embodiments are examples, and are not intended to be limited to the present disclosure. Further, among the components in the following embodiments, the components not described in the independent claims indicating the highest level concept are described as arbitrary components. Furthermore, the dimensional ratios in the drawings are exaggerated for convenience of explanation and may differ from the actual ratios.
なお、同一の機能や構成には、同一又は類似の符号を付して、その説明を適宜省略する。 The same functions and configurations are designated by the same or similar reference numerals, and the description thereof will be omitted as appropriate.
(乗員検知システムの概要)
本実施形態に係わる乗員検知システムは、少なくとも1つの電波送信部、少なくとも1つの電波反射部、及び、少なくとも1つの電波受信部を含む。電波送信部と電波反射部との間のシート等の座席に乗員が着座しない場合には、電波送信部から送信された電波は、電波反射部で反射され、当該反射された電波を電波受信部で受信する。電波送信部と電波反射部との間のシート等の座席に乗員が着座する場合には、電波送信部から送信された電波は、乗員で反射され、当該反射された電波を電波受信部で受信する。電波反射部で反射された電波と乗員で反射された電波との電波伝搬経路は異なるために、電波が送信されてから電波受信部で受信されるまでの時間は異なる。本実施形態に係わる乗員検知システムは、電波が送信されてから電波が受信されるまでの時間の相違によって、乗員が着座しているか否かを検知することを可能とする。なお、電波送信部と電波受信部は電波送受信部として構成されることも可能である。
(Overview of occupant detection system)
The occupant detection system according to the present embodiment includes at least one radio wave transmitting unit, at least one radio wave reflecting unit, and at least one radio wave receiving unit. When the occupant is not seated on a seat such as a seat between the radio wave transmitting section and the radio wave reflecting section, the radio wave transmitted from the radio wave transmitting section is reflected by the radio wave reflecting section, and the reflected radio wave is reflected by the radio wave receiving section. Receive at. When an occupant sits on a seat such as a seat between the radio wave transmitting section and the radio wave reflecting section, the radio wave transmitted from the radio wave transmitting section is reflected by the occupant, and the reflected radio wave is received by the radio wave receiving section. do. Since the radio wave propagation path between the radio wave reflected by the radio wave reflecting unit and the radio wave reflected by the occupant is different, the time from the transmission of the radio wave to the reception by the radio wave receiving unit is different. The occupant detection system according to the present embodiment makes it possible to detect whether or not an occupant is seated by the difference in the time from the transmission of the radio wave to the reception of the radio wave. The radio wave transmitting unit and the radio wave receiving unit can also be configured as a radio wave transmitting / receiving unit.
(乗員検知システムの一例)
乗員検知システムの一例の一部を図1に模式図として示す。図1は本実施形態を移動体としての車両の助手席に適用した場合の一例である。乗員検知装置100と乗員J1との間に電波の障害物がないように、乗員J1の前方に乗員検知装置100は配置される。一例として、図1に示すように、乗員検知装置100は車両のインストルメントパネルIPの表面に取り付けられてもよい。乗員J1が着座するシートS1の背もたれ部分SS1の背面にはマガジンラックM1が配置され、マガジンラックM1は主要な電波反射体として機能する場合がある。また、乗員検知装置100は無線通信端末として機能することが可能であってもよい。また、乗員検知装置100はレーダとして機能することも可能である。なお、乗員検知装置100から送信される電波は電磁波であってもよい。また、本実施形態を移動体としての車両の図示しない運転席および後部座席に適用することも可能である。
(Example of occupant detection system)
A part of an example of the occupant detection system is shown as a schematic diagram in FIG. FIG. 1 is an example of a case where the present embodiment is applied to a passenger seat of a vehicle as a moving body. The
図1においては、乗員検知装置100から電波が送信されると、乗員J1が着座していない場合には、電波の主要成分がマガジンラックM1によって反射され、反射波が乗員検知装置100によって受信される。この場合には、電波は距離x1を往復することになる。また、乗員J1が着座している場合には、電波が乗員J1の体の表面によって反射され、反射波が乗員検知装置100によって受信される。この場合には、電波は距離x2を往復することになる。したがって、乗員J1が着座している場合と、乗員J1が着座していない場合とでは、電波の伝播距離が異なるために、乗員検知装置100から電波が送信されてから受信されるまでの時間が異なる。乗員検知装置100は、この異なる送受信時間差によって、乗員J1が着座しているか否かを判定することが可能になる。なお、マガジンラックM1は樹脂製であることが好ましいが、マガジンラックM1が電波反射体、または、マガジンラックM1の構成物に電波反射体が含まれていてもよい。例えば、マガジンラックM1の内部に電波反射体シートが含まれていてもよい。また、電波反射体の一例には、金属が挙げられる。
In FIG. 1, when a radio wave is transmitted from the
また、乗員検知装置100から送信される電波は、乗員J1を検知するための精度を高めるために、指向性を有することが好ましい場合がある。例えば、乗員検知装置100から送信される電波の放射範囲は、乗員J1の胴体幅と同一、同程度、または、胴体幅以下であることが好ましい場合がある。乗員検知装置100から送信される電波の放射範囲が広すぎると、乗員J1が着座している場合に、乗員J1からの反射波を乗員検知装置100が充分な強度で受信できない可能性があり、これを防ぐことが必要になる場合があるからである。また、乗員検知装置100から送信される電波の放射範囲が広すぎると、シートS1や乗員J1の体の表面以外の物体からの反射波を乗員検知装置100が受信し、S/N比が低下する可能性があり、これを防ぐことも必要になる場合がある。また、乗員検知装置100から送信される電波の放射範囲の垂直方向は、マガジンラックM1の垂直方向の長さと同一、同程度、または、垂直方向の長さ以下であることが好ましい場合がある。
Further, it may be preferable that the radio wave transmitted from the
図2は、シートS1の背もたれ部分SS1の背面にマガジンラックM1が配置され、マガジンラックM1にはマガジンポケットMP1が備わっている模式図である。マガジンポケットMP1は樹脂製であるが、シートS1における反射は特にこのマガジンポケットMP1で最も強く反射する。 FIG. 2 is a schematic view in which a magazine rack M1 is arranged on the back surface of the backrest portion SS1 of the seat S1, and the magazine rack M1 is provided with a magazine pocket MP1. Although the magazine pocket MP1 is made of resin, the reflection in the sheet S1 is particularly strong in the magazine pocket MP1.
(反射時間判定値の決定)
図3は、本実施形態が適用された図1の状況において、乗員検知装置100において測定された反射波の伝播損失と送受信時間間隔との関係を示した測定結果である。実線は乗員J1がシートS1に着座していない場合の反射波の測定結果である。また、破線は乗員J1がシートS1に着座している場合の反射波の測定結果である。図1におけるx1の位置におけるマガジンポケットMP1からの反射波が図4における実線のピークを示すtmax1に相当する。すなわち、実験結果からも反射波はシートS1よりもマガジンポケットMP1において強く反射されることが示されている。また、図1におけるx2の位置における乗員J1からの反射波が図4における破線のピークを示すtmax2に相当する。したがって、tmax1とtmax2の時間差から、乗員J1がシートS1に着座しているか否かを判定することも可能になる。
(Determination of reflection time judgment value)
FIG. 3 is a measurement result showing the relationship between the propagation loss of the reflected wave measured by the
なお、乗員J1がシートS1に着座していない場合の反射波のピークであるtmax1は、車両の製造時において、あらかじめ複数回測定された既知の手法による平均値であってもよい。また、車両の整備時において、再度tmax1が複数回測定され、複数回測定された既知の手法による平均値によって、tmax1が更新されてもよい。例えば、車両の使用による経時変化によって、車両内の電波環境が変化する可能性があるために、車両の整備時において、tmax1を更新することによって、乗員J1を検知する精度の向上が見込まれる場合がある。 The peak of the reflected wave when the occupant J1 is not seated on the seat S1 may be an average value measured a plurality of times in advance at the time of manufacturing the vehicle by a known method. Further, at the time of servicing the vehicle, tmax1 may be measured a plurality of times again, and tmax1 may be updated by the average value measured a plurality of times by a known method. For example, when the radio wave environment inside the vehicle may change due to changes over time due to the use of the vehicle, it is expected that the accuracy of detecting the occupant J1 will be improved by updating tmax1 during maintenance of the vehicle. There is.
また、乗員J1は老若男女などのさまざまな体型の人間である場合があるので、tmax2を初期測定する場合には、乗員J1として想定される乗員は胴体厚みが最小の被験者であることが好ましい。このように、あらかじめtmax2を決定することによって、検知を想定した胴体厚みの最小値以上の胴体厚みを有する乗員J1を検知することが可能になるのである。一例として、胴体厚みの最小値は成人よりも胴体厚みの小さい未成年者の胴体厚みを使用することも可能である。また、tmax2の測定時には、被験者の代わりに、人間の胴体と同程度の電波反射率を有する、胴体厚みの最小値と同一の厚みを有する被検物体を使用することが可能な場合もある。また、tmax2の測定時には、図1の乗員J1において、x2が最も大きくなるように、被験者がシートS1に深く着座して、主反射体であるマガジンポケットMP1に最も近づいた状態で、tmax2の測定が実行されることが好ましい。このような測定によって、tmax2の最大値を決定しておくことが好ましい。当該tmax2の最大値によれば、乗員J1がシートS1に浅く着座した場合、乗員J1がシートS1上で体勢を変化させた場合等には、x2の値が小さくなるので、乗員J1の検知精度を向上させることが可能になる場合がある。 Further, since the occupant J1 may be a human being of various body shapes such as men and women of all ages, when the initial measurement of tmax2 is performed, it is preferable that the occupant assumed as the occupant J1 is a subject having the minimum body thickness. By determining tmax2 in advance in this way, it becomes possible to detect the occupant J1 having a fuselage thickness equal to or greater than the minimum value of the fuselage thickness assumed to be detected. As an example, it is also possible to use the torso thickness of a minor whose torso thickness is smaller than that of an adult as the minimum value of the torso thickness. Further, when measuring tmax2, it may be possible to use a test object having a radio wave reflectance similar to that of a human torso and having the same thickness as the minimum value of the torso thickness instead of the subject. Further, at the time of measuring tmax2, in the occupant J1 of FIG. 1, the subject sits deeply on the seat S1 so that x2 becomes the largest, and the tmax2 is measured in a state where the subject is closest to the magazine pocket MP1 which is the main reflector. Is preferably executed. It is preferable to determine the maximum value of tmax2 by such a measurement. According to the maximum value of tmax2, when the occupant J1 sits shallowly on the seat S1 or when the occupant J1 changes his / her posture on the seat S1, the value of x2 becomes small, so that the detection accuracy of the occupant J1 May be possible to improve.
以上のように測定されたtmax1およびtmax2を用いて、図3に示す反射時間判定値TH1が以下のように決定されることも可能である。一例として、|tmax1+tmax2|/2を反射時間判定値TH1として決定することが可能である。なお、上述したようにtmax1は複数回測定されたピーク値の平均値であってもよく、また、tmax2も複数回測定されたピーク値の平均値であってもよい。また、反射時間判定値は複数の異なる乗員から、正確に乗員の有無を検出可能なように微調整が施されてもよい。また、tmax1とtmax2との間の|(乗員無し時の反射信号の振幅)-(乗員有り時の反射信号の振幅)|の最小値に対応する時間を反射時間判定値TH1として決定することも可能である。なお、上述のようにして決定された反射時間判定値TH1は、記憶部160のあらかじめ定められた領域に記憶されることが可能である。
Using the tmax1 and tmax2 measured as described above, it is also possible to determine the reflection time determination value TH1 shown in FIG. 3 as follows. As an example, | tmax1 + tmax2 | / 2 can be determined as the reflection time determination value TH1. As described above, tmax1 may be the average value of the peak values measured a plurality of times, and tmax2 may also be the average value of the peak values measured a plurality of times. Further, the reflection time determination value may be finely adjusted so that the presence or absence of an occupant can be accurately detected from a plurality of different occupants. Further, the time corresponding to the minimum value of | (amplitude of the reflected signal when there is no occupant)-(amplitude of the reflected signal when there is an occupant) | between tmax1 and tmax2 may be determined as the reflection time determination value TH1. It is possible. The reflection time determination value TH1 determined as described above can be stored in a predetermined area of the
なお、乗員J1がシートS1上で体勢を変化させた場合の一例には、乗員J1がドアウインドウ側に上体を回した場合、乗員J1が前傾姿勢をとった場合などが挙げられる。このように、設定した胴体厚みの最小値以上の厚みを有する乗員J1を、当該乗員J1の姿勢によらず検知することが可能になる場合がある。何故なら、設定した胴体厚みの最小値以上の胴体厚みを有する乗員J1による反射波の送受信時間は反射時間判定値TH1よりも理論的に小さくなるからである。なお、上述したように、tmax1およびtmax2の測定は、車両の開発時に実行され、設定され、製造時、整備時に更新されることが好ましい。または、tmax1およびtmax2の測定は、車両の製造時に実行され、設定され、整備時に更新されることが好ましい。 An example of the case where the occupant J1 changes his / her posture on the seat S1 includes the case where the occupant J1 turns his / her upper body toward the door window side and the case where the occupant J1 takes a forward leaning posture. As described above, it may be possible to detect the occupant J1 having a thickness equal to or greater than the minimum value of the set fuselage thickness regardless of the posture of the occupant J1. This is because the transmission / reception time of the reflected wave by the occupant J1 having the body thickness equal to or larger than the set minimum value of the body thickness is theoretically smaller than the reflection time determination value TH1. As described above, it is preferable that the measurements of tmax1 and tmax2 are performed and set at the time of vehicle development and updated at the time of manufacturing and maintenance. Alternatively, the measurements of tmax1 and tmax2 are preferably performed, set and updated during maintenance of the vehicle.
(乗員検知装置の構成例)
図4は乗員検知装置100の構成の一例を示すブロック図である。乗員検知装置100は、図4に示すように、送信信号処理部110、送信部120.受信部130、受信信号処理部140、制御部150、記憶部160、および、外部I/F部170を含む。以下、本実施形態における特徴に関連する部分についてのみ説明するが、乗員検知装置100は、本実施形態における特徴に直接関係しない他の機能ブロックを備える場合もある。なお、乗員検知装置100には、送信アレーアンテナ部SAA及び受信アレーアンテナ部RAAが含まれる場合と含まれない場合がある。また、送信アレーアンテナ部SAA及び受信アレーアンテナ部RAAは、乗員検知装置100の外部に配置される場合と、乗員検知装置100の内部に配置される場合とがある。
(Configuration example of occupant detection device)
FIG. 4 is a block diagram showing an example of the configuration of the
また、図4には図示しないが、乗員検知装置100の送信アレーアンテナ部SAA及び受信アレーアンテナ部RAAを1つのアレーアンテナ部AAとして、送受信切り替え部を含む構成とする場合もある。この場合には、送信部120と受信部130は1つの送受信部として構成され、図示しない送受信切り替え部によって、送信信号処理部110および受信信号処理部140と図示しない送受信部との接続が切り替えられる。
Further, although not shown in FIG. 4, the transmission array antenna unit SAA and the reception array antenna unit RAA of the
送信信号処理部110は、送信部120および送信アレーアンテナ部SAAを介して送信される送信信号を生成する機能を有する。例えば、送信信号処理部110には可変周波数発信器が含まれてもよい。また、送信信号は単一の周波数によって生成されるサインウェーブ波形、パルス波形、または、任意の変調処理された波形であってもよい。また、送信信号の主周波数成分には、移動体内、移動体間、移動体と移動体外部の電子装置との間の通信に使用される周波数成分が含まれないことが好ましい。
The transmission
送信部120は、送信信号処理部110において生成された送信信号を、送信アレーアンテナ部SAAに出力する機能を有する。また、送信部120には、送信信号を増幅するための図示しない増幅器が含まれていてもよい。図4に示すように、送信部120に送信アレーアンテナ部SAAが接続される場合には、送信アレーアンテナ部SAAから放射される電波の指向性を制御するために、送信部120は図示しない位相器を含むことが可能である。送信アレーアンテナ部SAAの各アンテナエレメントに異なる位相を与えるように、当該位相器はアンテナエレメントの個数だけ配置されることが可能である。各位相器の位相情報は指向性制御部152で生成され、送信部120に入力される。また、送信部120から送信信号が送信アレーアンテナ部SAAの各アンテナエレメントに送信されると同時に、送信部120から計時部151に送信トリガー信号が送信され、計時部151が計時を開始する。また、図4においては、送信アレーアンテナ部SAAのアンテナエレメントは、アンテナエレメントSAA1、アンテナエレメントSAA2、アンテナエレメントSAA3の3個が示されているが、アンテナエレメントは任意の個数であってもよい。
The
受信部130は、受信アレーアンテナ部RAAにおいて受信された受信信号を、受信信号処理部140に出力する機能を有する。受信アレーアンテナ部RAAにおいて受信される受信信号は、上記送信信号の反射波であることが好ましい。また、受信部130には、受信信号を増幅するための図示しない増幅器が含まれていてもよい。また、受信アレーアンテナ部RAAの各アンテナエレメントで受信された受信信号の位相を整合させるために、受信部130は図示しない位相器を含むことが可能である。当該位相器はアンテナエレメントの個数だけ配置されることが可能である。各位相器の位相情報は指向性制御部152で生成され、受信部130に入力される。また、図示しない位相器を通過した、各アンテナエレメントの受信信号は、図示しない加算器によって加算され、図3等に示される受信信号が形成される。また、受信部130において受信信号が受信されると、計時部151に受信トリガー信号が送信され、計時部151は送受信時間を計時することが可能になる。
The
受信信号処理部140は、受信アレーアンテナ部RAAおよび受信部130を介して送信される受信信号の受信処理をする機能を有する。例えば、受信信号処理部140には図示しないA/D変換器(Analog-to-digital converter)が含まれ、受信信号をデジタル信号に変換することが可能である。また、受信信号が変調処理されている場合には、受信信号処理部140は、変調処理された受信信号を復調処理することも可能である。また、受信信号処理部140は、受信信号を平滑処理することが可能な場合もある。平滑処理が実行される場合は、アナログ信号としての受信信号、または、デジタル化された受信信号のいずれか、若しくは、アナログ信号としての受信信号、及び、デジタル化された受信信号の両方の信号に対して平滑処理を実行することが可能である。
The reception
受信信号がデジタル化された場合には、デジタル化された受信信号は記憶部160に記憶されることが可能である。例えば、図3に示されるように、実線で示されるシートS1のマガジンポケットMP1によって反射された受信信号波形を再現するための振幅情報と時間情報が一対の情報として記憶部160に記憶されることが可能である。また、同様に、図3の破線で示される乗員J1によって反射された受信信号波形を再現するための振幅情報と時間情報が一対の情報として記憶部160に記憶されることが可能である。なお、時間情報は隣接するデジタル信号間の時間間隔を示す。また、時間情報の代わりに、計時部151によって示される時刻情報が使用されてもよい。この場合には、電波を送信した時刻情報も記憶部160に記憶され、各受信信号の時刻情報との差分が反射時間として使用されることが可能になる。
When the received signal is digitized, the digitized received signal can be stored in the
なお、受信信号処理部140は、デジタル化されていない受信信号を、後述する比較解析部153に出力することが可能である場合がある。例えば、比較解析部153にピークホールド回路が含まれる場合があってもよい。デジタル化されていないアナログ信号としての受信信号が受信信号処理部140から比較解析部153のピークホールド回路に入力され、図4に示されるような、tmax1やtmax2が検知されることが可能になる場合がある。この場合には、乗員検知装置100は、記憶部160にデジタル化されたデータを記憶し、記憶されたデータからピーク値を抽出する動作が必要ないので、高速処理が可能になる場合がある。なお、この場合の時間検知手法については、後述する比較解析部153において詳述する。
The received
制御部150は、図4に示すように、計時部151、指向性制御部152、比較解析部153、異常値制御部154、検知判定部155、及び、モード判定制御部156を含むことが可能である。
As shown in FIG. 4, the
計時部151は、送信信号と受信信号との同期を確保し、送信信号の送信時点からマガジンポケットMP1や乗員J1等の反射体からの反射信号の受信時点までの時間を計時する機能を有する。例えば、送信信号の送信時刻を時刻0とし、時刻0から受信部130において受信される受信信号の振幅値の変化を時間情報と対応付けることが可能である。例えば、A/D変換器に入力される受信信号のサンプリング開始時刻、サンプリング時間間隔、および、出力されるデジタル信号の順番から、出力されるデジタル信号に時間情報を付与することが可能になる。例えば、サンプリング開始時刻を時刻0とすることによって、図3に示すような受信信号のピークにおける時間情報を特定することが可能になる。
The
指向性制御部152は、送信アレーアンテナ部SAAおよび受信アレーアンテナ部RAAのビーム方向である指向性を制御する機能を有する。指向性は、送信部120および受信部130に含まれる図示しない位相器によって制御されることが可能である。ビーム方向は、電波の反射体が配置されている方向に向くように調節され、各位相器に入力されるべき調節された位相情報は記憶部160に記憶されることが可能である。
The
例えば、乗員検知装置100が、初期動作モードまたは更新動作モードで動作する場合には、指向性制御部152は、ビーム方向を上下左右に走査し、反射波が最大となるビーム方向を更新ビーム方向情報として記憶部160に記憶する。または、指向性制御部152は、反射波が得られるビーム方向の中心方向を更新ビーム方向情報として記憶部160に記憶する場合があってもよい。
For example, when the
比較解析部153は、一例として、記憶部160に記憶された、受信信号である反射信号の振幅値を順番に比較する機能を有する場合がある。比較の対象となる反射信号は、1つの送信信号に対する受信時刻が異なる一連の反射信号である。例えば、図3の実線で示されるシートS1のマガジンポケットMP1によって反射された反射信号の振幅値を順番に比較し、ピーク値を抽出する。ピーク値の一例には、tmax1が挙げられる。また、同様に、図3の破線で示される乗員J1によって反射された反射信号の振幅値を順番に比較し、ピーク値を抽出する。ピーク値の一例には、tmax2が挙げられる。また、振幅値には時間情報が対応付けられているので、比較解析部153は、ピーク値に対する時間情報を記憶部160から抽出することが可能である。
As an example, the
なお、比較解析部153に図示しないピークホールド回路が含まれる場合には、受信信号である反射信号のアナログ波形からアナログ波形のピーク値をホールドすることが可能である。また、ピーク値のホールドタイミングは、ピークホールド回路に含まれるコンパレータ回路の出力のレベル変化によって検知することが可能になる。例えば、コンパレータ回路の一端に、ホールドされたピーク値を入力し、コンパレータ回路の他端に反射信号のアナログ波形を入力し、ピーク値よりも振幅値が低い反射信号が入力された場合にコンパレータ回路の出力レベルが反転するように構成する。コンパレータ回路の出力レベルが反転された信号を反転信号と称すると、反転信号が計時部151に入力されることで、ピーク値のホールドタイミングを検知することも可能になる。上述したように、この場合には、乗員検知装置100は、記憶部160にデジタル化されたデータを記憶し、記憶されたデータからピーク値を抽出する動作が必要ないので、高速処理が可能になる場合がある。
When the
また、比較解析部153は、モード判定制御部156において判定された動作モードによって異なる動作を実行する。例えば、モード判定制御部156において判定された動作モードが初期動作モードである場合には、記憶部160には、移動体の開発時、または、製造時における反射信号の情報が記憶される。反射信号の情報は乗員検知装置100が実測し、記憶部160に記憶される場合と、あらかじめ定められた値が外部I/F部170等を介して記憶部160に記憶される場合があってもよい。
Further, the
例えば、乗員検知装置100が実測し、記憶部160に記憶される場合の反射信号の情報には、上述したような、反射信号の振幅情報と、送信信号が送信されてから反射信号が受信されるまでの時間情報が含まれる場合がある。この場合には、記憶部160に含まれる反射信号には、図3の実線で示されるシートS1のマガジンポケットMP1によって反射される反射信号と、図3の破線で示される乗員J1によって反射される反射信号が含まれる。比較解析部153が初期動作モードである場合には、記憶部160に記憶されたシートS1のマガジンポケットMP1によって反射される反射信号のピーク値に対応する乗員無し反射時間を比較解析部153は抽出する。例えば、当該乗員無し反射時間は、tmax1である場合がある。また、比較解析部153が初期動作モードである場合には、記憶部160に記憶された乗員J1によって反射される反射信号のピーク値に対応する乗員有り反射時間を比較解析部153は抽出する。例えば、当該乗員有り反射時間は、tmax2である場合がある。そして、比較解析部153は、一例として、|(乗員無し反射時間)+(乗員有り反射時間)|/2を反射時間判定値として決定することが可能である。なお、乗員無し反射時間は複数回測定されたピーク値の平均値であってもよく、また、乗員有り反射時間も複数回測定されたピーク値の平均値であってもよい。また、反射時間判定値は複数の異なる乗員から、正確に乗員の有無を検出可能なように微調整が施されてもよい。また、(乗員無し反射時間)と(乗員有り反射時間)の間の|(乗員無し時の反射信号の振幅)-(乗員有り時の反射信号の振幅)|の最小値に対応する時間を反射時間判定値として決定することも可能である。なお、上述のようにして決定された反射時間判定値は、比較解析部153が記憶部160のあらかじめ定められた領域に記憶することが可能である。
For example, the reflected signal information when the
また、例えば、設計時または開発時において想定された記憶部160に記憶されるべき反射信号の情報には、乗員無し反射時間、乗員有り反射時間、反射時間判定値が含まれる場合がある。この場合には、反射時間判定値等の情報値はあらかじめ設定され、記憶部160に記憶されてもよい。また、この場合には、乗員検知装置100の取り付け位置やシート等の座席位置が決定されている場合がある。
Further, for example, the information of the reflected signal to be stored in the
モード判定制御部156において検知動作モードが判定された場合には、比較解析部153は、上述した反射時間判定値に基づいて、シートS1に乗員が着座しているか否かを解析するために、反射信号のピーク値に対応するピーク値受信時間を解析する。ピーク値受信時間は、上述したように、比較解析部153が記憶部160から抽出した反射信号情報によって抽出することが可能である。また、比較解析部153に含まれるピークホールド回路によって、ピーク値受信時間を上述したように決定することも可能である。
When the detection operation mode is determined by the mode
モード判定制御部156において更新動作モードが判定された場合には、乗員検知装置100は、シートに乗員が着座していない状態で、指向性制御部152によって決定されたあらたなビーム方向に電波を送信する。そして、比較解析部153は、シートのマガジンポケットMP1からの反射波の受信時間を測定し、乗員検知装置100とマガジンポケットMP1との間の反射波の反射時間をあらたなtmax1として記憶部160に記憶する。
When the update operation mode is determined by the mode
次に、乗員検知装置100は、シートに乗員が着座している状態で、指向性制御部152によって決定されたあらたなビーム方向に電波を送信する。そして、比較解析部153は、シートに着座している乗員の表面までの反射時間を測定し、反射時間をあらたなtmax2として記憶部160に記憶する。
Next, the
比較解析部153は、記憶部160に記憶されたあらたなtmax1およびあらたなtmax2からあらたな反射時間判定値を決定し、決定されたあらたな反射時間判定値を記憶部160に記憶する。
The
異常値制御部154は、反射時間が適切な範囲の値ではないと判断される場合には、以下のように異常値処理を実行する機能を有する。反射時間が適切な範囲の値ではないと判断される場合には、最初に、異常値制御部154は、送信部120から電波を再送信させ、比較解析部153に、再度、反射時間の測定を試みさせる場合がある。例えば、反射時間の測定値がtmax1より大きい場合、反射時間の測定値がtmax1と反射時間判定値の間にある場合には、乗員検知装置100は再度、反射時間の測定を試みる。しかし、所定の回数を再測定しても、反射時間の測定値が適切な範囲ではないと判断される場合には、以下の処理を実行する場合もある。なお、所定の回数は乗員検知システム1000において任意の値を設定することが可能である。
The
例えば、図示しないシート位置センサ、および、シートの背もたれ部分の図示しない角度センサがある場合には、それらの情報からマガジンポケットMP1の位置を推定し、反射時間判定値を推定する場合がある。また、反射波が検知できない、または、反射波のピーク値が非常に小さい場合にも、シート位置センサや背もたれ部分の角度センサがある場合には、マガジンポケットMP1の位置を推定し、反射時間判定値を推定する場合がある。例えば、シートの位置が後方にスライドされた場合、シートの背もたれ部分が傾斜された場合などには、上記の処理が必要になる場合がある。これらの場合には、推定されたマガジンポケットMP1配置方向にビーム方向を調節し、反射時間の測定を試みる。 For example, if there is a seat position sensor (not shown) and an angle sensor (not shown) of the backrest portion of the seat, the position of the magazine pocket MP1 may be estimated from the information and the reflection time determination value may be estimated. Even if the reflected wave cannot be detected or the peak value of the reflected wave is very small, if there is a seat position sensor or an angle sensor for the backrest, the position of the magazine pocket MP1 is estimated and the reflection time is determined. The value may be estimated. For example, when the position of the seat is slid backward, or when the backrest portion of the seat is tilted, the above processing may be required. In these cases, the beam direction is adjusted to the estimated magazine pocket MP1 placement direction, and the reflection time is measured.
また、例えば、図示しないシート位置センサ、および、図示しないシート角度センサが配置されていない場合もある。この場合には、指向性制御部152が、ビーム方向を走査し、比較解析部153が、反射波が測定される走査範囲の形状から、反射体がマガジンポケットMP1であるか乗員であるかを推定することも可能な場合がある。反射波がマガジンポケットMP1からの反射波であると推定される場合には、反射波のビーム方向を最適化し、反射時間判定値を推定可能な場合がある。この場合の詳細な説明は図5(c)において記載する。
Further, for example, a seat position sensor (not shown) and a seat angle sensor (not shown) may not be arranged. In this case, the
検知判定部155は、移動体のシートに乗員が着座しているか否かを判定する機能を有する。検知判定部155は、比較解析部153において解析された反射時間が適切な範囲にある値であって、反射時間が反射時間判定値よりも小さい値である場合には、移動体のシートに乗員が着座していると判定する。また、検知判定部155は、比較解析部153において解析された反射時間が適切な範囲にある値であって、反射時間が反射時間判定値よりも大きい値である場合には、移動体のシートに乗員が着座していないと判定する。
The
なお、検知判定部155が反射時間の測定値が適切な範囲ではないと判断する場合には、反射時間の測定を単純に繰り返し、連続して、反射時間の測定値が適切な範囲ではないと判断される場合に、上記動作を実行するように構成されてもよい。
If the
モード判定制御部156は乗員検知装置100の動作モードを決定する機能を有する。動作モードには、一例として、初期動作モード、検知動作モード、更新動作モード等の動作モードが挙げられるが、これらの動作モードに限定されわけではない。例えば、動作モードには、乗員検知装置100が、無線送受信端末として動作することを可能にするモードが含まれてもよい。
The mode
動作モードを示す動作モード情報は、外部I/F部170に接続される外部電子装置から入力されることが可能である。外部電子装置は、CPU(Central Processing Unit)を含む電子装置であってもよい。一例として、外部電子装置に任意の入力デバイスが接続され、入力デバイスから入力された情報によっていずれかの動作モード情報が識別されるように構成されてもよい。また、モード判定制御部156にユーザインターフェースが配置され、ユーザインターフェースを介して入力される情報によって、動作モード情報が識別されるように構成されてもよい。いずれにしても、動作モード情報は任意の既知の方法によって入力されることが可能である。
The operation mode information indicating the operation mode can be input from an external electronic device connected to the external I /
モード判定制御部156によって、乗員検知装置100が初期動作モードに設定された場合には、乗員が着座しているか否かを示す反射時間判定値が、外部I/F部170を介して、記憶部160のあらかじめ定められた領域に記憶されることが可能である。また、モード判定制御部156に含まれるユーザインターフェースを介して、乗員が着座しているか否かを示す反射時間判定値が、外部I/F部170を介して、記憶部160のあらかじめ定められた領域に記憶されることが可能である。また、乗員検知装置100が初期動作モードに設定された場合には、被験者としての乗員の有無を示す乗員有無情報が入力され、乗員が着座していない場合の反射時間および乗員が着座している場合の反射時間が、乗員検知装置100が測定する場合があってもよい。この場合には、乗員検知装置100は乗員が着座しているか否かを示す反射時間判定値を上述した方法によって決定することが可能である。なお、どのようにして、反射時間判定値を記憶部160に記憶するかは、図示しない外部電子装置またはモード判定制御部156に含まれるユーザインターフェース等のデバイスによって入力される情報によって決定されることが可能である。すなわち、反射時間判定値が設計によって決定される値である場合には、乗員検知装置100が実装される移動体で反射時間を実測することなく、設計によって決定された反射時間判定値が記憶部160に記憶される場合がある。また、乗員検知装置100が実装される移動体で乗員が着座している場合と、着座していない場合の反射時間を実測し、反射時間判定値が比較解析部153において決定され、記憶部160に記憶されてもよい。なお、乗員検知装置100の動作モードが初期動作モードに設定されるのは、移動体の開発時または製造時であることが好ましい。
When the
モード判定制御部156によって、乗員検知装置100の動作モードが検知動作モードに設定された場合には、乗員検知装置100は電波を送信し、送信された電波が反射体によって反射された反射波の反射時間に基づいて、乗員が着座しているか否かを判定する。乗員が着座しているか否かを判定する方法については、上述したので、記載の重複を避けるために省略する。
When the operation mode of the
モード判定制御部156が乗員検知装置100を更新動作モードに設定した場合には、移動体および移動体内の配置物の経時変化、配置物の配置変化、配置物の取り付けまたは取り外し等による電波環境の変化を想定して、反射時間判定値の更新を実行する。例えば、被験者としての乗員の有無を示す乗員有無情報が乗員検知装置100に入力され、乗員検知装置100は、乗員が着座していない場合の反射時間および乗員が着座している場合の反射時間を測定する場合がある。この場合には、乗員検知装置100は乗員が着座しているか否かを示す反射時間判定値を上述した方法によって決定することが可能である。そして、乗員検知装置100は、古い反射時間判定値を、決定された新たな反射時間判定値に書き換える。なお、乗員検知装置100の動作モードが更新動作モードに設定されるのは、移動体の点検時や検査時であることが好ましい。移動体が車両である場合には、乗員検知装置100の動作モードが更新動作モードに設定されるのは、車両の定期点検時や車検時であることが好ましい。
When the mode
モード判定制御部156が乗員検知装置100の動作モードを検知動作モードと無線送受信端末モードとの混合モードに設定することが可能な場合もある。この場合には、前述した検知動作モードの動作と、後述する無線送受信端末モードとしての動作を時分割で実行することが可能になる。
In some cases, the mode
外部I/F部170は、乗員検知装置100と接続される外部電子装置とのインターフェース機能を有する。外部電子装置とは有線または無線で接続されることが可能である。また、外部電子装置は移動体内のネットワークに接続されるノードであってもよい。外部電子装置には、車載機器としての車両制御機器、車両センシング機器、車両周辺情報取得機器、および、エンタテイメント機器等の電子機器が含まれてもよい。なお、車両制御機器にはナビゲーション機器や自動運転制御機器が含まれてもよい。また、外部電子装置の外部I/F部と接続し、情報を送受信することも可能である。また、外部I/F部170に接続されるデバイスによって、ECU(Electronic Control Unit)が構成されてもよい。
The external I /
以上の説明による本実施形態に係わる乗員検知システムは車両等の移動体に搭載されることができる。 The occupant detection system according to the present embodiment according to the above description can be mounted on a moving body such as a vehicle.
(乗員検知装置100の動作例)
図5A~図5Cを参照して本実施形態に係る乗員検知装置100の動作例について説明する。
(Operation example of occupant detection device 100)
An operation example of the
乗員検知装置100の図5A~図5Cの処理手順は、乗員検知装置100が有するCPU(Central Processing Unit)が実行する。当該CPU(例えば、図4の制御部150)は、ROM(Read Only Memory)(例えば、図4の記憶部160の一部)に格納されたプログラムにしたがいCPUが実行する。
The processing procedure of FIGS. 5A to 5C of the
なお、以下の処理手順の一部または全部は、例えば、DSPやASIC等のハードウェアにより実行させることもできる。但し本実施例では、ROMのプログラムにしたがってCPUが実行する形態とした場合について説明する。 It should be noted that some or all of the following processing procedures can be executed by hardware such as DSP and ASIC. However, in this embodiment, a case where the CPU executes according to the ROM program will be described.
ステップS501において、モード判定制御部156は、乗員検知装置100が動作すべきモードを示す動作モード情報を、外部I/F部170、または、モード判定制御部156に含まれるユーザインターフェースを介して取得する。次に、乗員検知装置100は、ステップS502に進む。
In step S501, the mode
ステップS502において、モード判定制御部156はステップS501において取得された動作モード情報から乗員検知装置100が動作すべき動作モードが検知動作モードか否かを判定する。乗員検知装置100の動作モードが検知動作モードである場合(ステップS502:YES)には、乗員検知装置100はステップS503に進む。乗員検知装置100の動作モードが検知動作モードではない場合(ステップS502:NO)の場合には、乗員検知装置100はステップS511に進む。
In step S502, the mode
ステップS503において、送信部120は、指向性制御部152から入力された指向性情報にしたがってビーム方向を設定し、送信アレーアンテナ部SAAから電波を送信する。電波を送信した時点から計時部151において計時を開始する。次に、乗員検知装置100はステップS504に進む。
In step S503, the
ステップS504において、受信部130は、受信アレーアンテナ部RAAの各受信エレメントにおいて受信された情報を1つの受信信号に変換し、受信信号処理部140に出力する。なお、後述するようにあらかじめ定められたレベルを超える、反射波と認識され得る情報が取得されない場合があり得るが、各受信エレメントにおいて受信された情報に基づいて、上記処理を受信部130は実行する。次に、乗員検知装置100はステップS505に進む。
In step S504, the
ステップS505において、比較解析部153は、受信信号処理部140において受信処理された受信信号のピーク値から電波の送信から反射体による反射波が受信されるまでの時間を演算する。なお、マガジンポケットMP1の配置が変化するなどして、電波環境が変化した場合には、反射波のピーク値がない場合、反射波のピーク値が異常に小さい場合、または、反射波がなくピーク値の演算が不可能である場合等の場合がある。これらの場合には、ステップS506において、次の処理が判定される。乗員検知装置100はステップS506に進む。
In step S505, the
ステップS506において、比較解析部153は、受信信号のピーク値から電波の送信から反射波が受信されるまでの反射時間が異常値であるか否かを判定する。異常値には、上述した、反射波のピーク値がない場合、反射波のピーク値が異常に小さい値である場合、または、反射波がなくピーク値の演算が不可能である場合等の場合も含まれる。また、受信信号のピーク値によって演算される反射時間が、tmax1よりも大きい場合、および、反射時間判定値とtmax1との間の値である場合にも、反射時間が異常値であると判定される。電波の送信から反射波が受信されるまでの反射時間が異常値である場合(ステップS506:YES)には、乗員検知装置100はステップS526に進む。電波の送信から反射波が受信されるまでの時間が異常値ではない場合(ステップS506:NO)には、乗員検知装置100はステップS507に進む。
In step S506, the
ステップS507において、検知判定部155は、記憶部160に記憶されている反射時間判定値を抽出する。次に、乗員検知装置100はステップS508に進む。
In step S507, the
ステップS508において、検知判定部155は、演算された反射時間と、記憶部160から抽出された反射時間判定値とを比較する。演算された反射時間が反射時間判定値よりも小さい場合(ステップS508:YES)には、乗員検知装置100はステップS509に進む。演算された反射時間が反射時間判定値よりも大きい場合(ステップS508:NO)には、乗員検知装置100はステップS510に進む。
In step S508, the
ステップS509において、検知判定部155は、移動体のシートに乗員が着座していると判定し、乗員着座情報を、外部I/F部170を介して外部電子装置に送信する。次に、乗員検知装置100はステップS501に戻る。
In step S509, the
ステップS510において、検知判定部155は、移動体のシートに乗員が着座していないと判定し、乗員未着座情報を、外部I/F部170を介して外部電子装置に送信する。次に、乗員検知装置100はステップS501に戻る。
In step S510, the
ステップS511において、モード判定制御部156はステップS501において取得された動作モード情報から乗員検知装置100が動作すべき動作モードが初期動作モードか否かを判定する。乗員検知装置100に設定されている動作モードが初期動作モードである場合(ステップS511:YES)の場合には、乗員検知装置100はステップS512に進む。乗員検知装置100に設定されている動作モードが初期動作モードではない場合(ステップS511:NO)の場合には、乗員検知装置100はステップS517に進む。
In step S511, the mode
ステップS512において、指向性制御部152は、ビーム方向を上下左右に走査し、反射波が最大となるビーム方向を初期ビーム方向情報として記憶部160に記憶する。または、反射波が得られるビーム方向の中心方向を初期ビーム方向情報として記憶部160に記憶する場合があってもよい。さらに、乗員検知装置100が設計によって定められた位置に取り付けられた場合には、あらかじめ設計された初期ビーム方向情報が記憶部160に記憶される場合があってもよい。また、乗員検知装置100は、初期ビーム方向情報に対応するビーム方向の反射波から、反射体までの距離を演算し、演算された反射体までの距離を初期反射体距離情報として記憶部160に記憶する。次に、乗員検知装置100はステップS513に進む。
In step S512, the
ステップS513において、乗員検知装置100は、ステップS512において取得された初期ビーム方向情報、および、初期反射体距離情報を出力する。初期ビーム方向情報、および、初期反射体距離情報は、外部I/F部170を介して出力されてもよいし、モード判定制御部156のユーザインターフェースを介して出力されてもよい。そして、初期ビーム方向情報、および、初期反射体距離情報が適正な範囲であることを示す適正範囲情報が入力される(ステップS513:YES)と、乗員検知装置100はステップS514に進む。なお、適正範囲情報が検知されない場合(ステップS513:NO)には、乗員検知装置100はステップS512に戻る。
In step S513, the
ステップS514において、乗員検知装置100は、シートに乗員が着座していない状態で、ステップS512において決定された初期ビーム方向情報に対応するビーム方向に電波を送信する。そして、乗員検知装置100は、シートのマガジンポケットMP1からの反射波の受信時間を測定し、乗員検知装置100とマガジンポケットMP1との間の反射波の反射時間をtmax1として記憶部160に記憶する。tmax1は一回の測定値であっても、複数回測定された複数の測定値のさまざまな既知の方法によって演算される平均であってもよい。次に、乗員検知装置100はステップS515に進む。
In step S514, the
ステップS515において、乗員検知装置100は、シートに乗員が着座している状態で、ステップS512において決定された初期ビーム方向情報に対応するビーム方向に電波を送信する。そして、乗員検知装置100は、シートに着座している乗員の表面までの反射時間を測定し、反射時間をtmax2として記憶部160に記憶する。tmax2は一回の測定値であっても、複数回測定された複数の測定値のさまざまな既知の方法によって演算される平均であってもよい。なお、tmax2の測定方法は上述したので、詳細な説明を省略する。次に、乗員検知装置100はステップS516に進む。
In step S515, the
ステップS516において、乗員検知装置100は、記憶部160に記憶されたtmax1およびtmax2から反射時間判定値を決定し、決定された反射時間判定値を記憶部160に記憶する。なお、反射時間判定値の測定方法は上述したので、詳細な説明を省略する。次に、乗員検知装置100はステップS501に戻る。
In step S516, the
ステップS517において、モード判定制御部156はステップS501において取得された動作モード情報から乗員検知装置100が動作すべき動作モードが更新動作モードか否かを判定する。乗員検知装置100に設定されている動作モードが更新動作モードである場合(ステップS517:YES)の場合には、乗員検知装置100はステップS518に進む。乗員検知装置100に設定されている動作モードが更新動作モードではない場合(ステップS517:NO)の場合には、乗員検知装置100はステップS525に進む。
In step S517, the mode
ステップS518において、指向性制御部152は、ビーム方向を上下左右に走査し、反射波が最大となるビーム方向を更新ビーム方向情報として記憶部160に記憶する。または、反射波が得られるビーム方向の中心方向を更新ビーム方向情報として記憶部160に記憶する場合があってもよい。また、乗員検知装置100は、更新ビーム方向情報に対応するビーム方向の反射波から、反射体までの距離を演算し、演算された反射体までの距離を更新反射体距離情報として記憶部160に記憶する。次に、乗員検知装置100はステップS519に進む。
In step S518, the
ステップS519において、乗員検知装置100は、ステップS518において取得された更新ビーム方向情報、および、更新反射体距離情報を出力する。更新ビーム方向情報、および、更新反射体距離情報は、外部I/F部170を介して出力されてもよいし、モード判定制御部156のユーザインターフェースを介して出力されてもよい。そして、更新ビーム方向情報、および、更新反射体距離情報が適正な範囲であることを示す適正範囲情報が入力される場合(ステップS519:YES)には、乗員検知装置100はステップS520に進む。なお、適正範囲情報が検知されない場合(ステップS519:NO)には、乗員検知装置100はステップS518に戻る。
In step S519, the
ステップS520において、tmax1が更新されるべきか否かを示すtmax1更新情報が、外部I/F部170またはモード判定制御部156のユーザインターフェースを介して入力される。tmax1が更新されるべき場合(ステップS520:YES)には、乗員検知装置100はステップS521に進む。tmax1が更新されるべきではない場合(ステップS520:NO)には、乗員検知装置100はステップS522に進む。
In step S520, tmax1 update information indicating whether or not tmax1 should be updated is input via the user interface of the external I /
ステップS521において、乗員検知装置100は、シートに乗員が着座していない状態で、ステップS518において決定された更新ビーム方向情報に対応するビーム方向に電波を送信する。そして、乗員検知装置100は、シートのマガジンポケットMP1までの反射時間を測定し、乗員検知装置100とマガジンポケットMP1との間の反射時間を新たなtmax1として記憶部160に更新して記憶する。新たなtmax1は一回の測定値であっても、複数回測定された複数の測定値のさまざまな既知の方法によって演算される平均であってもよい。次に、乗員検知装置100はステップS522に進む。
In step S521, the
ステップS522において、tmax2が更新されるべきか否かを示すtmax2更新情報が、外部I/F部170またはモード判定制御部156のユーザインターフェースを介して入力される。tmax2が更新されるべき場合(ステップS522:YES)には、乗員検知装置100はステップS523に進む。tmax2が更新されるべきではない場合(ステップS522:NO)には、乗員検知装置100はステップS524に進む。
In step S522, tmax2 update information indicating whether or not tmax2 should be updated is input via the user interface of the external I /
ステップS523において、乗員検知装置100は、シートに乗員が着座している状態で、ステップS518において決定された更新ビーム方向情報に対応するビーム方向に電波を送信する。そして、乗員検知装置100は、シートに着座している乗員の表面までの反射時間を測定し、乗員検知装置100と乗員の表面との間の反射時間を新たなtmax2として記憶部160に更新して記憶する。新たなtmax2は一回の測定値であっても、複数回測定された複数の測定値のさまざまな既知の方法によって演算される平均であってもよい。なお、tmax2の測定方法は上述したので、詳細な説明を省略する。次に、乗員検知装置100はステップS524に進む。
In step S523, the
ステップS524において、乗員検知装置100は、記憶部160に記憶されたtmax1およびtmax2から反射時間判定値を決定し、決定された反射時間判定値を記憶部160に記憶する。なお、tmax1およびtmax2は初期値であっても。更新値でもあってもよい。反射時間判定値の測定方法は上述したので、詳細な説明を省略する。次に、乗員検知装置100はステップS501に戻る。
In step S524, the
ステップS525において、モード判定制御部156はステップS501において取得された動作モード情報から乗員検知装置100が動作すべき動作モードを判定し、乗員検知装置100は判定されたモードにしたがって動作する。例えば、動作モード情報が検知モードと無線送受信端末モードが混在する混合モードである場合がある。この場合には、乗員検知装置100は、送信要求または受信要求が発生した場合に送受信端末として機能し、それ以外の場合にステップS503からステップS510の動作を実行するように構成されることが可能である。または、ステップS503からステップS510の動作を実行している場合に、送信要求または受信要求が発生した場合に送受信端末として機能し、途中のステップから次のステップを実行するように構成されることも可能である。なお、動作モード情報が無線送受信端末モードである場合に、新たな動作モード情報が入力されるまで、乗員検知装置100は移動体のネットワークに含まれる送受信端末として機能することも可能である。
In step S525, the mode
ステップS526において、乗員検知装置100は反射時間が異常値である場合に、既定の回数、電波を再送したか否かを判定する。乗員検知装置100が既定の回数、電波を再送した場合(ステップS526:YES)には、乗員検知装置100はステップS527に進む。乗員検知装置100が既定の回数、電波を再送していない場合(ステップS526:NO)には、乗員検知装置100はステップS503に戻る。なお、既定の回数は乗員検知システム1000において任意の回数に設定することができる。例えば、乗員検知装置100の乗員検知速度を向上させるために、乗員検知システム1000は既定の再送回数を0回と設定することも可能である。
In step S526, when the reflection time is an abnormal value, the
ステップS527において、乗員検知装置100は、図示しないシート位置センサおよびシートの背もたれ部分の角度センサ等のシート関連センサが、乗員検知システム1000に配置されているか否かを判定する。シート関連センサが配置されている場合(ステップS527:YES)には、乗員検知装置100はステップS528に進む。シート関連センサが配置されていない場合(ステップS527:NO)には、乗員検知装置100はステップS531に進む。
In step S527, the
ステップS528において、乗員検知装置100は、図示しないシート位置センサからシート位置情報を取得し、図示しない背もたれ部分の角度センサから背もたれ部分の角度センサ情報を取得し、マガジンポケットMP1の位置を推定する。また、乗員検知装置100は、推定されたマガジンポケットMP1の位置から、送信されるべき電波のビーム方向情報を推定し、記憶部160のビーム方向情報の記憶領域に推定されたビーム方向情報を上書きする。次に、乗員検知装置100は、ステップS529に進む。
In step S528, the
ステップS529において、乗員検知装置100は、ステップS528において取得したシート位置情報および背もたれ部分の角度センサ情報から推定されたマガジンポケットMP1の位置から反射時間を推定する。乗員検知装置100は、推定された反射時間をtmax1として記憶部160に記憶する。次に、乗員検知装置100は、ステップS530に進む。
In step S529, the
ステップS530において、乗員検知装置100は、ステップS529において推定されたtmax1と、記憶部160に記憶されている初期のtmax1とtmax2との差分時間から、反射時間判定値を推定する。反射時間判定値の演算方法は上述したので、詳細な説明を省略する。なお、比較解析部153は、ステップS529において推定されたtmax1に、初期のtmax1とtmax2との差分時間を加算演算した値を新たな、反射時間判定値とすることも可能である。次に、乗員検知装置100はステップS503に戻る。
In step S530, the
ステップS531において、乗員検知装置100は、指向性制御部152において、送信されるべき電波のビーム方向を上下左右に走査し、反射波を受信できるビーム方向を検知する。次に、乗員検知装置100はステップS532に進む。
In step S531, the
ステップS532において、乗員検知装置100は、反射波を受信できるビーム方向から反射波の立体角を演算し、立体角から反射体の表面形状を推定する。そして、乗員検知装置100は、推定された反射体の表面形状から、反射体がマガジンポケットMP1であるか乗員であるかを判定する。反射体が乗員である場合には、シートの上下方向に長い表面形状が推定され、反射体がマガジンポケットMP1である場合には、四角形状の表面形状が推定されるものとする。反射体がマガジンポケットMP1であると推定される場合(ステップS532:YES)には、ステップS533に進む。反射体が乗員であると推定される場合(ステップS532:NO)には、ステップS509に進む。
In step S532, the
ステップS533において、指向性制御部152は、ステップS531において受信した反射波の振幅が最大値となるビーム方向をビーム方向情報として記憶部160に記憶する。または、反射波が得られるビーム方向の中心方向を初期ビーム方向情報として記憶部160に記憶する場合があってもよい。また、乗員検知装置100は、ビーム方向情報に対応するビーム方向の反射波から、反射体との反射時間を測定し、測定された反射時間をtmax1として記憶部160に記憶する。次に、乗員検知装置100はステップS534に進む。
In step S533, the
ステップS534において、乗員検知装置100は、ステップS533において測定されたtmax1と、記憶部160に記憶されている初期のtmax1とtmax2との差分時間およびあらたなビーム方向から、反射時間判定値を推定する。反射時間判定値の測定方法は上述したので、詳細な説明を省略する。なお、比較解析部153は、ステップS533において測定されたtmax1に、初期のtmax1とtmax2との差分時間をあらたなビーム方向で補正した値を加算演算した値を新たな、反射時間判定値とすることも可能である。次に、乗員検知装置100はステップS503に戻る。
In step S534, the
以上の構成の乗員検知装置100によれば、車両等の移動体において、周波数解析等の演算処理が不要であり、装置構成を簡易にしながらも、乗員検知精度を確保し、短時間で乗員を検知することが可能な乗員検知装置を提供することが可能となる。
According to the
(変形例1)
以上の実施形態の説明では、乗員検知装置100の電波の送受信にアレーアンテナを使用する場合について説明したが、乗員検知装置100に使用されるアンテナはアレーアンテナに限定されるわけではない。乗員検知装置100に使用されるアンテナは指向性を有するアンテナであれば、任意のアンテナを使用することが可能である。例えば、図6に示すように、アンテナのビーム方向を機械的に変更可能な送信アンテナSATと受信アンテナRATを、乗員検知装置100に使用することも可能である。
(Modification 1)
In the above description of the embodiment, the case where the array antenna is used for transmitting and receiving the radio wave of the
送信アンテナSATと受信アンテナRATのビーム方向は、指向性制御部152が生成する指向性情報に基づいて、送信部120および受信部130が制御することが可能である。
The beam directions of the transmitting antenna SAT and the receiving antenna RAT can be controlled by the transmitting
また、図6には図示しないが、乗員検知装置100の送信アンテナSATと受信アンテナRATを1つのアンテナとして、送受信切り替え部を含む構成とする場合もある。この場合には、送信部120と受信部130は1つの送受信部として構成され、図示しない送受信切り替え部によって、送信信号処理部110および受信信号処理部140と図示しない送受信部との接続が切り替えられる。
Further, although not shown in FIG. 6, there is a case where the transmitting antenna SAT and the receiving antenna RAT of the
(変形例2)
上記実施形態における説明では、自動車内に設置された乗員検知装置100によって、乗員がシートに着座したか否かを一例として説明している。しかし、実施形態は自動車内に限定されるものではなく、バス、列車、飛行機、宇宙船、船舶、潜水艇等の移動体の内部空間などのように乗員が搭乗する移動体において、乗員の着座の有無を検知する用途の全般に適用することが可能である。
(Modification 2)
In the description of the above embodiment, whether or not the occupant is seated on the seat by the
(変形例3)
以上の実施形態の説明では、マガジンポケットMP1からの反射時間によって、乗員J1の着座の有無を判定しているので、マガジンポケットMP1から十分な強度の反射波が乗員検知装置100において受信される必要がある。
(Modification 3)
In the above description of the embodiment, since the presence or absence of seating of the occupant J1 is determined by the reflection time from the magazine pocket MP1, it is necessary for the
そのために、マガジンポケットMP1から十分な強度の反射波が得られない場合には、電波反射率が高いフィルムシート等の反射体をマガジンポケットMP1の内部または外部に取り付けることが可能である。また、マガジンポケットMP1の表面と裏面の間に反射体を挿入することも可能である。また、シートS1にマガジンポケットMP1等の強い反射体がない場合にも、電波反射率が高いフィルムシート等の反射体をマガジンポケットMP1が設けられることが想定される領域に取り付けることが可能である。反射体の表面形状は、乗員J1の着座状態の表面形状と認識可能な形状であることが好ましい。 Therefore, when a reflected wave having sufficient strength cannot be obtained from the magazine pocket MP1, a reflector such as a film sheet having a high radio wave reflectance can be attached to the inside or the outside of the magazine pocket MP1. It is also possible to insert a reflector between the front and back surfaces of the magazine pocket MP1. Further, even when the sheet S1 does not have a strong reflector such as the magazine pocket MP1, it is possible to attach a reflector such as a film sheet having a high radio wave reflectance to the area where the magazine pocket MP1 is expected to be provided. .. The surface shape of the reflector is preferably a shape that can be recognized as the surface shape of the occupant J1 in the seated state.
(変形例4)
以上の実施形態の説明では、乗員検知装置100をインストルメントパネルに取り付けた場合を説明したが、乗員検知装置100が取り付けられる位置は、インストルメントパネルに限定されるわけではない。例えば、乗員検知装置100を、フロントガラス、バックミラーやルーフに取り付けることも可能である。ルーフに乗員検知装置100を取り付ける場合には、乗員の前方に取り付けてもよいし、乗員の上方に取り付けてもよい。
(Modification example 4)
In the above description of the embodiment, the case where the
図7(a)に、乗員検知装置100を乗員J1の上方のルーフC1に取り付けた場合の模式図を示す。ルーフC1に取り付けられた乗員検知装置100は、電波を下方に送信し、乗員J1がいない場合の反射時間をtmax1として記憶部160に記憶する。乗員検知装置100から送信された電波は、シートS1の下部に配置された金属シート等の反射体FR1によって反射されることが可能である。反射体FR1は金属シートに限定されるわけではなく、電波を反射する材質から構成される物体であれば、任意の物体を反射体FR1として使用することが可能である。また、反射体FR1の代わりに、移動体のフロアが反射体として機能することが可能であれば、反射体FR1を使用しない場合があってもよい。さらに、シートS1の金属製のフレームや、金属製のフレームに付随する金属部品によって、反射体が構成される場合にも、反射体FR1を使用しない場合があってもよい。
FIG. 7A shows a schematic view when the
図7(a)に示すように、反射体FR1が配置されている場合であって、乗員J1が着座していない場合には、乗員検知装置100から反射体FR1までの距離x1を往復する電波によって計測される時間をtmax1として記憶部160に記憶する。また、乗員J1が着座している場合には、電波は乗員J1の頭部や大腿部で反射され、反射時間がtmax1よりも小さい値となる。反射体FR1または移動体のフロアが反射体として機能する場合にはtmax1が変動することはほとんどないものと仮定して、反射時間判定値を決定することも可能である。例えば、シートS1が高さ調整できる場合の、シートS1の最低の高さ位置からの反射時間を演算してtmax2を算出して、記憶部160に記憶する。または、シートS1が高さ調整できない場合の、シートS1の高さ位置からの反射時間を演算してtmax2として計算し、記憶部160に記憶する。比較解析部153は、上述したtmax1およびtmax2から反射時間判定値を実施形態において説明した手法によって演算し、記憶部160に記憶する。乗員J1からの主反射波が乗員J1の大腿部からの反射波である場合であって、乗員J1が未成年者等であって大腿部が細い場合に、反射波の到達時間に誤差が生じ、精度が低下する場合も想定されるために、上述の方法で処理する場合があってもよい。このように演算された反射時間判定値を用いて以下のように乗員検知装置100が動作することが可能である。すなわち、乗員検知装置100が検知動作モードの場合に、反射時間が反射時間判定値よりも小さい場合には乗員J1が着座していると判定され、反射時間が反射時間判定値よりも大きい場合には乗員J1が着座していないと判定されることが可能である。
As shown in FIG. 7A, when the reflector FR1 is arranged and the occupant J1 is not seated, the radio wave reciprocating the distance x1 from the
図7(b)は、反射体FR1がシートS1の直下に配置されている様子を模式的に示す図である。詳細な説明については省略する。 FIG. 7B is a diagram schematically showing how the reflector FR1 is arranged directly under the sheet S1. A detailed description will be omitted.
図8(a)は、乗員検知装置100が、乗員J1の上方のルーフC1等に取り付けられた場合に、指向性制御部152によって決定されるビーム方向の一例を示す模式図である。反射体FR1の中心部分にビーム方向がSD1のように決定されると、反射波の強度も大きくなることが想定される。θ1/2は半値全幅を示す。
FIG. 8A is a schematic view showing an example of the beam direction determined by the
図8(a)は、乗員検知装置100が、乗員J1の前方のインストルメントパネルIP等に取り付けられた場合に、指向性制御部152によって決定されるビーム方向の一例を示す模式図である。マガジンポケットMP1の中心部分にビーム方向がSD2のように決定されると、反射波の強度も大きくなることが想定される。θ2/2は半値全幅を示す。
FIG. 8A is a schematic diagram showing an example of the beam direction determined by the
(比較例1)
レーダ技術で車内の乗員検知を実行する場合に、乗員の呼吸および/または心拍による電波の人体表面反射波に生じるドップラー効果を検知する方法がある。図9(a)および図9(b)にドップラー効果を検知する方法を説明する模式図を示す。図9(a)において、乗員J2の人体表面が速度vで変位すると、アンテナANTから送信された周波数fcを有する電波の反射波はfc+fdに変化する。送信電波の周波数fcが既知の値であるので受信された反射波のfc+fdから周波数fdを周波数解析して検出することが可能になる。これらの周波数fcおよびfdから人体表面の速度vが演算されるので、乗員の呼吸および/または心拍による変位速度であるか否かを判定可能になる。
(Comparative Example 1)
When performing occupant detection in a vehicle by radar technology, there is a method of detecting the Doppler effect caused by the reflected wave of the radio wave on the human body surface due to the occupant's breathing and / or heartbeat. 9 (a) and 9 (b) show schematic diagrams illustrating a method of detecting the Doppler effect. In FIG. 9A, when the human body surface of the occupant J2 is displaced at the velocity v, the reflected wave of the radio wave having the frequency fc transmitted from the antenna ANT changes to fc + fd. Since the frequency fc of the transmitted radio wave is a known value, it is possible to analyze and detect the frequency fd from the fc + fd of the received reflected wave. Since the velocity v on the surface of the human body is calculated from these frequencies fc and fd, it is possible to determine whether or not the displacement velocity is due to the occupant's respiration and / or heartbeat.
しかし、比較例1の手法によれば、周波数解析が必要になるので、装置の構成が複雑、高価になることが想定される。 However, according to the method of Comparative Example 1, since frequency analysis is required, it is assumed that the configuration of the apparatus is complicated and expensive.
(比較例2)
周波数解析を使用しない構成として、送信された電波のエネルギーの一部と、反射体から反射してきた反射波を混合して、定在波を生成し、生成された定在波の振幅の大きさと変動から人体が着座した状態か否かを判定する手法が存在する。
(Comparative Example 2)
As a configuration that does not use frequency analysis, a part of the energy of the transmitted radio wave and the reflected wave reflected from the reflector are mixed to generate a standing wave, and the magnitude of the amplitude of the generated standing wave There is a method for determining whether or not the human body is seated from the fluctuation.
上記手法においては、周波数解析を必要としないが、乗員の体勢や向きによって反射波の振幅が変動することを考慮に入れた、乗員の着座の判定をする必要が発生し、判断アルゴリズムが複雑になる場合がある。また、車両の前席の乗員着座の判定に上記手法を採用した場合には、後席に乗員がいる場合には、後席の乗員からの反射波が存在するため、前席と後席の乗員の判別が困難になる場合がある。したがって、上記手法を採用した場合には、乗員検知精度に課題が発生する場合があり得る。 Although the above method does not require frequency analysis, it is necessary to determine the seating of the occupant in consideration of the fact that the amplitude of the reflected wave fluctuates depending on the posture and direction of the occupant, which complicates the determination algorithm. May be. In addition, when the above method is adopted to determine the seating of the occupants in the front seats of the vehicle, if there are occupants in the rear seats, the reflected waves from the occupants in the rear seats exist, so that the front seats and the rear seats It may be difficult to identify the occupants. Therefore, when the above method is adopted, there may be a problem in the occupant detection accuracy.
(比較例3)
また、周波数解析を使用せず、定在波も使用しない構成として、反射体の経時的な移動量を演算し、移動量に基づいて、反射体が乗員であるか否かを判定する手法が存在する。
(Comparative Example 3)
In addition, as a configuration that does not use frequency analysis and does not use standing waves, there is a method to calculate the amount of movement of the reflector over time and determine whether or not the reflector is an occupant based on the amount of movement. exist.
しかし上記手法では、乗員の微細な動きを検知するために、複数のサンプリングが必要となるので、検知するまでに時間がかかることが想定される。将来的には、自動運転制御などの技術では、乗員の着座の有無をリアルタイムで検知することが好ましいので、検知するまでに時間が短いほど望ましい。 However, in the above method, since a plurality of samplings are required to detect minute movements of the occupant, it is expected that it will take time to detect. In the future, in technologies such as automatic driving control, it is preferable to detect the presence or absence of seating of an occupant in real time, so it is desirable that the time required for detection is short.
すなわち、ビッグデータのサービス活用のためにコネクテッド・カーには乗員検知技術が求められるが、乗員検知のための装置構成は簡易化され、装置のコストが抑制され、乗員検知時間が短く、応答性が高く、精度が高い技術が要求される。しかし、上記従来の比較技術では、上記の将来的な要求を満たすことができないという課題がある。 In other words, connected cars are required to have occupant detection technology in order to utilize big data services, but the device configuration for occupant detection has been simplified, the cost of the device has been reduced, the occupant detection time has been short, and responsiveness has been achieved. Highly accurate technology is required. However, the above-mentioned conventional comparison technique has a problem that the above-mentioned future requirements cannot be satisfied.
しかし、本実施形態に係わる構成によれば、車両等の移動体において、周波数解析等の演算処理が不要であり、装置構成を簡易にしながらも、乗員検知精度を確保し、短時間で乗員を検知することが可能な乗員検知装置等を提供することが可能になる。 However, according to the configuration according to the present embodiment, in a moving body such as a vehicle, arithmetic processing such as frequency analysis is not required, and while simplifying the device configuration, the occupant detection accuracy is ensured and the occupant can be occupy in a short time. It becomes possible to provide an occupant detection device or the like capable of detecting.
以下に、本実施形態の乗員検知装置100および乗員検知システム1000の特徴について記載する。
The features of the
本発明の第1の態様に係る、移動体に配置され、移動体の座席に乗員が着座しているか否かを電波によって検知する乗員検知装置100には、初期動作モード、検知動作モード、更新動作モードの各動作モードが含まることが好ましい。乗員検知装置100が検知動作モードで動作する場合には、送信された電波の送信時から、反射体からの反射波が受信されるまでの反射時間によって乗員が座席に着座しているか否かを決定する反射時間判定値を決定する比較解析部153が含まれることが好ましい。反射体は座席に着座する乗員または座席に設置される被検反射体である場合と、座席に具備または隣接する反射体である場合がある。送信された電波の送信時から反射体からの反射波が受信されるまでの反射時間が反射時間判定値よりも小さい場合には、乗員が座席に着座していると判定する検知判定部155を含むことが好ましい。また、検知判定部155は、送信された電波の送信時から反射体からの反射波が受信されるまでの反射時間が反射時間判定値よりも大きい場合には、乗員が座席に着座していないと判定することが好ましい。
The
上記構成によれば、車両等の移動体において、周波数解析等の演算処理が不要であり、装置構成を簡易にしながらも、乗員検知精度を確保し、短時間で乗員を検知することが可能な乗員検知装置を提供することが可能となる。 According to the above configuration, in a moving body such as a vehicle, arithmetic processing such as frequency analysis is not required, and it is possible to secure occupant detection accuracy and detect occupants in a short time while simplifying the device configuration. It becomes possible to provide an occupant detection device.
本発明の第2の態様に係る乗員検知装置100が初期動作モードで動作する場合には、電波の送受信方向を決定するための送受信指向性情報を決定する指向性制御部152を含むことが好ましい。指向性制御部152は、座席と乗員検知装置との間の電波の伝搬経路に電波障害物がない状態で、座席に具備または隣接する反射体からの反射波が受信されるビーム方向を送受信指向性情報として決定することが好ましい。比較解析部153は、送受信指向性情報によって、座席と乗員検知装置との間の伝搬経路に電波障害物がない状態で、座席に具備または隣接する反射体に送信した電波の送信時から反射体からの反射波の受信までの時間を示す基準反射時間を決定することが好ましい。また、比較解析部153は、送受信指向性情報にしたがって反射体と乗員検知装置との間の、座席に着座した乗員または座席に設置された被検反射体に送信した電波の反射波の受信までの時間を示す被検反射時間を決定することが好ましい。さらに、比較解析部153は、基準反射時間と被検反射時間との間の時間から反射基準判定値を決定することが好ましい。
When the
上記構成によれば、車両等の移動体において、乗員または座席に関連する反射体の反射体からの反射波を受信できるビーム方向を適切に決定するので、乗員検知精度を確保し、短時間で乗員を検知することも可能となる。また、基準反射時間と被検反射時間との間の時間から反射基準判定値を決定するので、周波数解析等の演算処理が不要であり、装置構成を簡易にすることも可能となる。 According to the above configuration, in a moving body such as a vehicle, the beam direction in which the reflected wave from the reflector of the reflector related to the occupant or the seat can be received is appropriately determined, so that the occupant detection accuracy is ensured and the occupant detection accuracy is secured in a short time. It is also possible to detect the occupants. Further, since the reflection reference determination value is determined from the time between the reference reflection time and the test reflection time, arithmetic processing such as frequency analysis is not required, and the device configuration can be simplified.
本発明の第3の態様に係る乗員検知装置100が更新動作モードで動作する場合には、以下の処理を実行することが好ましい。すなわち、指向性制御部152は、座席と乗員検知装置との間の電波の伝搬経路に電波障害物がない状態で、座席に具備または隣接する反射体からの反射波が受信されるビーム方向をあらたな送受信指向性情報として決定することが好ましい。比較解析部153は、あらたな送受信指向性情報によって、基準反射時間を再計測し、あらたな送受信指向性情報によって、被検反射時間を再計測し、再計測された基準反射時間と被検反射時間との間の時間をあらたな反射基準判定値として更新することが好ましい。
When the
上記構成によれば、車両等の移動体の経時的な変化があった場合には、更新動作モードによって、あらたな反射基準判定値を決定・更新することが可能であるので、乗員検知精度を維持・確保することも可能となる。また、座席に関連する反射体の位置が変化した場合においても、あらたなビーム方向を適切に決定することが可能になるので、簡易な装置構成でありながらも、乗員検知精度を確保することが可能になる。 According to the above configuration, when there is a change over time in a moving object such as a vehicle, it is possible to determine and update a new reflection reference determination value by the update operation mode, so that the occupant detection accuracy can be improved. It is also possible to maintain and secure. In addition, even if the position of the reflector related to the seat changes, it is possible to appropriately determine the new beam direction, so it is possible to ensure occupant detection accuracy even with a simple device configuration. It will be possible.
本発明の第4の態様に係る乗員検知装置100の送受信指向性情報は、反射波の振幅が最も大きいビーム方向を示す情報、または、反射波が測定可能な領域の中央部に電波を送信させるように向けるビーム方向を示す情報であることが好ましい。
The transmission / reception directivity information of the
上記構成によれば、車両等の移動体において、電波を送受信するためのビーム方向を、反射波を測定するために適切な方向に簡易に決定することが可能になる。したがって、装置構成を簡易にしながらも、乗員検知精度を確保し、短時間で乗員を検知することが可能な乗員検知装置を提供することが可能となる。 According to the above configuration, in a moving body such as a vehicle, it is possible to easily determine the beam direction for transmitting and receiving radio waves in an appropriate direction for measuring the reflected wave. Therefore, it is possible to provide an occupant detection device capable of ensuring occupant detection accuracy and detecting an occupant in a short time while simplifying the device configuration.
本発明の第5の態様に係る乗員検知装置100が検知動作モードで動作する場合に、反射波を判定できない、または、反射波の振幅のピーク値があらかじめ定められた値よりも小さい場合には、異常値制御部154が以下の処理を実行することが好ましい。すなわち、指向性制御部152によってビーム方向を変化させ、反射波が測定可能な領域を探索し、比較解析部153によって反射波が測定可能な領域の形状から、領域の形状が、乗員が着座している形状であるか否かを解析させるように制御することが好ましい。そして、検知判定部155によって領域の形状から乗員が座席に着座しているか否かを判定するように制御させることが好ましい。
When the
上記構成によれば、車両等の移動体において、座席に関連する反射体の位置が変化するなどして、反射波に異常値が発生した場合であっても、ビーム方向を走査し、反射波が測定可能な領域の形状から、乗員検知可能な構成とすることも可能である。したがって、反射波に関する電波環境に変化が生じた場合であっても、乗員検知装置は、自動的に適切に乗員検知を続行することが可能になる。 According to the above configuration, even if an abnormal value occurs in the reflected wave due to a change in the position of the reflector related to the seat in a moving body such as a vehicle, the beam direction is scanned and the reflected wave is scanned. From the shape of the measurable area, it is possible to configure the configuration so that the occupant can be detected. Therefore, even if the radio wave environment related to the reflected wave changes, the occupant detection device can automatically and appropriately continue the occupant detection.
本発明の第6の態様に係る乗員検知システム1000は、第1の態様から第5の態様のいずれかの乗員検知装置100と、移動体に配置された座席と、電波の指向性アンテナを含むことが好ましい。また、乗員検知装置100は、座席の前方であって、座席と乗員検知装置との間の電波の伝搬経路に電波障害物がない移動体の内部に配置され、反射体は座席の背もたれ部分に具備されることが好ましい。
The
上記構成によれば、車両等の移動体において、すべての座席に置いて、周波数解析等の演算処理が不要であり、装置構成を簡易にしながらも、乗員検知精度を確保し、短時間で乗員を検知することが可能な乗員検知装置を提供することが可能となる。また、座席と座席から前方の空間の反射波を利用するので、他の座席との干渉を抑制でき、乗員検知精度を高めることも可能となる。 According to the above configuration, in a moving body such as a vehicle, it is not necessary to perform arithmetic processing such as frequency analysis on all seats, and while simplifying the device configuration, the occupant detection accuracy is ensured and the occupant can be occupied in a short time. It becomes possible to provide an occupant detection device capable of detecting. Further, since the reflected wave of the seat and the space in front of the seat is used, interference with other seats can be suppressed and the occupant detection accuracy can be improved.
本発明の第7の態様に係る乗員検知システム1000において、座席の背もたれ部分に具備される反射体は電波を反射するマガジンラック、または、マガジンラックに設けられる反射シートであることが好ましい。
In the
上記構成によれば、車両等の移動体において、座席に関連したあらたな構成を必要としない、または、高価な構成を必要としないので、装置構成を簡易にしながらも、乗員検知精度を確保することが可能になる。 According to the above configuration, in a moving body such as a vehicle, a new configuration related to a seat is not required or an expensive configuration is not required, so that the occupant detection accuracy is ensured while simplifying the device configuration. Will be possible.
本発明の第8の態様に係る乗員検知システム1000は、第1の態様から第5の態様のいずれかの乗員検知装置100と、移動体に配置された座席と、電波の指向性アンテナを含むことが好ましい。また、乗員検知装置100は、座席の上方であって、座席と乗員検知装置との間の電波の伝搬経路に電波障害物がない移動体の内部に配置され、座席に隣接する反射体は、座席の下方に配置されることが好ましい。
The
上記構成によれば、車両等の移動体において、すべての座席に置いて、周波数解析等の演算処理が不要であり、装置構成を簡易にしながらも、乗員検知精度を確保し、短時間で乗員を検知することが可能な乗員検知装置を提供することが可能となる。また、座席と座席から上方の空間の反射波を利用するので、他の座席との干渉を抑制でき、乗員検知精度を高めることも可能となる。 According to the above configuration, in a moving body such as a vehicle, it is not necessary to perform arithmetic processing such as frequency analysis on all seats, and while simplifying the device configuration, the occupant detection accuracy is ensured and the occupant can be occupied in a short time. It becomes possible to provide an occupant detection device capable of detecting. Further, since the reflected wave of the seat and the space above the seat is used, interference with other seats can be suppressed and the occupant detection accuracy can be improved.
本発明の第9の態様に係る乗員検知システム1000において、座席に隣接する反射体は、電波を反射する、移動体を構成する、座席の直下に設けられる床部材、または、電波を反射する、座席の直下に設けられる反射シートであることが好ましい。
In the
上記構成によれば、車両等の移動体において、座席に関連したあらたな構成を必要としない、または、高価な構成を必要としないので、装置構成を簡易にしながらも、乗員検知精度を確保することが可能になる。 According to the above configuration, in a moving body such as a vehicle, a new configuration related to a seat is not required or an expensive configuration is not required, so that the occupant detection accuracy is ensured while simplifying the device configuration. Will be possible.
本発明の第10の態様に係る乗員検知システム1000において、移動体は車両であって、乗員検知装置100は車両の座席ごとに設置されることが好ましい。
In the
上記構成によれば、車両において、座席ごとに、周波数解析等の演算処理が不要であり、装置構成を簡易にしながらも、乗員検知精度を確保し、短時間で乗員を検知することが可能な乗員検知装置を提供することが可能となる。また、座席間の電波干渉を抑制することが可能な構成であるので、演算が容易であっても、乗員検知精度を確保することが可能になる。 According to the above configuration, in the vehicle, arithmetic processing such as frequency analysis is not required for each seat, and it is possible to secure the occupant detection accuracy and detect the occupant in a short time while simplifying the device configuration. It becomes possible to provide an occupant detection device. Further, since the configuration is such that radio wave interference between seats can be suppressed, it is possible to secure occupant detection accuracy even if calculation is easy.
上述した実施形態の説明に用いた図4のブロック構成図は、機能単位のブロックを示している。これらの機能ブロックは、ハードウェア及びソフトウェアの少なくとも一方の任意の組み合わせによって実現される。また、各機能ブロックを実現する方法は、特に限定されない。例えば、各機能ブロックは、物理的または論理的に結合した1つの装置を用いて実現されてもよいし、物理的または論理的に分離した2つ以上の装置を直接的または間接的に接続し、これら複数の装置を用いて実現されてもよい。機能ブロックは、1つの装置または複数の装置に、ソフトウェアを組み合わせて実現されてもよい。 The block configuration diagram of FIG. 4 used in the description of the above-described embodiment shows a block of functional units. These functional blocks are realized by any combination of at least one of hardware and software. Further, the method for realizing each functional block is not particularly limited. For example, each functional block may be realized using one physically or logically coupled device, or two or more physically or logically separated devices may be directly or indirectly connected. , These may be realized by using a plurality of devices. The functional block may be realized by combining software with one device or a plurality of devices.
乗員検知装置100が、複数のハードウェア要素で構成される場合、各機能ブロックは、何れかのハードウェア要素、又は当該ハードウェア要素の組み合わせによって実現される。ハードウェア要素として、プロセッサ、メモリ、ストレージ、通信装置、入力装置、出力装置、バスなどが挙げられる。
When the
また、この場合、乗員検知装置100の各機能は、プロセッサ、メモリなどのハードウェア上に所定のソフトウェアまたはプログラムを読み込ませることによって実現される。具体的には、各機能は、ハードウェア上に所定のソフトウェアを読み込ませることにより、プロセッサが演算を行い、メモリ及びストレージにおけるデータの読み出し及び書き込みを制御することによって実現される。
Further, in this case, each function of the
実施形態につき、図面を参照して詳細に説明したが、以上の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、上記に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、上記に記載した構成は適宜組み合わせることが可能である。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。 Although the embodiments have been described in detail with reference to the drawings, the present invention is not limited to the contents described in the above embodiments. In addition, the components described above include those that can be easily assumed by those skilled in the art and those that are substantially the same. Further, the configurations described above can be combined as appropriate. In addition, various omissions, substitutions or changes of the configuration can be made without departing from the gist of the present invention.
100 乗員検知装置
110 送信信号処理部
120 送信部
130 受信部
140 受信信号処理部
150 制御部
151 計時部
152 指向性制御部
153 比較解析部
154 異常値制御部
155 検知判定部
156 モード判定制御部
160 記憶部
170 外部I/F部
1000 乗員検知システム
100
Claims (6)
前記乗員検知装置が検知動作モードで動作する場合には、
送信された電波の送信時から、反射体からの反射波が受信されるまでの反射時間によって乗員が座席に着座しているか否かを決定するための反射時間判定値を決定する比較解析部であって、前記反射体は前記座席に着座する乗員または前記座席に設置される被検反射体である場合と、前記座席に具備または隣接する反射体である場合がある前記比較解析部と、
送信された電波の送信時から前記反射体からの反射波が受信されるまでの反射時間が前記反射時間判定値よりも小さい場合には、乗員が前記座席に着座していると判定し、送信された電波の送信時から前記反射体からの反射波が受信されるまでの反射時間が前記反射時間判定値よりも大きい場合には、乗員が前記座席に着座していないと判定する検知判定部を含む乗員検知装置。 It is an occupant detection device that is arranged on a moving body and detects whether or not an occupant is seated on the seat of the moving body by radio waves. The operation modes of the occupant detection device include an initial operation mode and a detection operation mode. Included,
When the occupant detection device operates in the detection operation mode,
In the comparative analysis unit that determines the reflection time determination value for determining whether or not the occupant is seated in the seat based on the reflection time from the transmission of the transmitted radio wave to the reception of the reflected wave from the reflector. Therefore, the reflector may be a occupant seated in the seat or a test reflector installed in the seat, or may be a reflector provided in or adjacent to the seat, and the comparative analysis unit.
If the reflection time from the time of transmission of the transmitted radio wave to the reception of the reflected wave from the reflector is smaller than the reflection time determination value, it is determined that the occupant is seated in the seat and transmission is performed. If the reflection time from the time of transmission of the transmitted radio wave to the reception of the reflected wave from the reflector is larger than the reflection time determination value, the detection determination unit for determining that the occupant is not seated in the seat. Crew detection device including.
電波の送受信方向を決定するための送受信指向性情報を決定する指向性制御部であって、前記座席と前記乗員検知装置との間の電波の伝搬経路に電波障害物がない状態で、前記座席に具備または隣接する反射体からの反射波が受信されるビーム方向を送受信指向性情報として決定する前記指向性制御部をさらに含み、
前記比較解析部は、前記送受信指向性情報にしたがって、前記座席と前記乗員検知装置との間の電波の伝搬経路に電波障害物がない状態で、前記座席に具備または隣接する反射体に送信した電波の送信時から前記反射体からの反射波の受信までの時間を示す基準反射時間を決定し、前記送受信指向性情報にしたがって前記反射体と前記乗員検知装置との間の、前記座席に着座した乗員または前記座席に設置された被検反射体に送信した電波の反射波の受信までの時間を示す被検反射時間を決定し、前記基準反射時間と前記被検反射時間との間の時間から前記反射時間判定値を決定する請求項1に記載の乗員検知装置。 When the occupant detection device operates in the initial operation mode,
A directivity control unit that determines transmission / reception directivity information for determining the transmission / reception direction of radio waves, and the seat is in a state where there is no radio interference in the radio wave propagation path between the seat and the occupant detection device. Further includes the directivity control unit for determining the beam direction in which the reflected wave from the reflector provided or adjacent to the receiver is received as the transmission / reception directivity information.
The comparative analysis unit transmitted to the reflector provided in or adjacent to the seat in a state where there is no radio obstacle in the propagation path of the radio wave between the seat and the occupant detection device according to the transmission / reception directional information. A reference reflection time indicating the time from the transmission of the radio wave to the reception of the reflected wave from the reflector is determined, and the seat is seated between the reflector and the occupant detection device according to the transmission / reception directional information. The test reflection time indicating the time until the reflected wave of the radio wave transmitted to the occupant or the test reflector installed in the seat is received is determined, and the time between the reference reflection time and the test reflection time is determined. The occupant detection device according to claim 1, wherein the reflection time determination value is determined from the above.
前記乗員検知装置が前記更新動作モードで動作する場合には、
前記指向性制御部は、前記座席と前記乗員検知装置との間の電波の伝搬経路に電波障害物がない状態で、前記座席に具備または隣接する反射体からの反射波が受信されるビーム方向をあらたな送受信指向性情報として決定し、
前記比較解析部は、前記あらたな送受信指向性情報にしたがって、前記基準反射時間を再計測し、前記あらたな送受信指向性情報にしたがって、前記被検反射時間を再計測し、再計測された前記基準反射時間と前記被検反射時間との間の時間をあらたな反射基準判定値として更新する請求項2に記載の乗員検知装置。 Including update operation mode
When the occupant detection device operates in the update operation mode,
The directivity control unit has a beam direction in which reflected waves from a reflector provided on or adjacent to the seat are received in a state where there is no radio interference in the radio wave propagation path between the seat and the occupant detection device. Is determined as new transmission / reception directional information,
The comparative analysis unit remeasures the reference reflection time according to the new transmission / reception directivity information, remeasures the test reflection time according to the new transmission / reception directivity information, and remeasures the measurement. The occupant detection device according to claim 2, wherein the time between the reference reflection time and the test reflection time is updated as a new reflection reference determination value.
前記比較解析部において、反射波を判定できない、または、反射波の振幅のピーク値があらかじめ定められた値よりも小さい場合には、前記指向性制御部によってビーム方向を変化させ、前記反射波が測定可能な領域を探索し、前記比較解析部によって前記反射波が測定可能な領域の形状から、前記領域の形状が、乗員が着座している形状であるか否かを解析し、前記検知判定部によって前記領域の形状から乗員が前記座席に着座しているか否かを判定するように制御させる異常値制御部を含む請求項2~4のいずれか一項に記載の乗員検知装置。 When the occupant detection device operates in the detection operation mode,
If the reflected wave cannot be determined by the comparative analysis unit, or if the peak value of the amplitude of the reflected wave is smaller than a predetermined value, the directional control unit changes the beam direction, and the reflected wave is generated. A measurable region is searched, and whether or not the shape of the region is a shape in which an occupant is seated is analyzed from the shape of the region where the reflected wave can be measured by the comparative analysis unit, and the detection determination is made. The occupant detection device according to any one of claims 2 to 4, further comprising an outlier control unit that controls the occupant to determine whether or not the occupant is seated in the seat based on the shape of the region.
前記移動体に配置された前記座席と、
前記電波の指向性アンテナを含み、
前記乗員検知装置は、前記座席の前方であって、前記座席と前記乗員検知装置との間の電波の伝搬経路に電波障害物がない前記移動体の内部に配置され、
前記反射体は前記座席の背もたれ部分に具備される乗員検知システム。 The occupant detection device according to any one of claims 1 to 5.
The seats placed on the moving body and
Including the directional antenna of the radio wave
The occupant detection device is arranged in front of the seat and inside the moving body having no radio interference in the radio wave propagation path between the seat and the occupant detection device.
The reflector is an occupant detection system provided on the backrest portion of the seat.
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