JP2022076593A - 存否判定システムおよび存否判定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】車内における人および飼育動物の存否を精度よく検出できる存否判定システムを提供する。【解決手段】存否判定システムは、車内に設置された超音波送信機から送信された超音波を、車内にて受信する第１の受信手段と、車内にて可聴周波数帯の音波を受信する第２の受信手段と、第１の受信手段にて受信された超音波と、第２の受信手段にて受信された可聴周波数帯の音波とに基づき、車内に人および飼育動物の少なくとも一方が存在するか否かを判定する判定手段とを備える。【選択図】図３

Description

本開示は、存否判定システムおよび存否判定方法に関する。

従来、子供または飼育動物（典型的には、愛玩用の飼育動物であるペット）を車内に置き去りにしたまま、運転手が車を離れることが社会問題となっている。

特開平９-３９７２８号公報（特許文献１）には、超音波送信機および超音波受信機を用いて、車内の物体の存在を検出するとともに、当該物体が人なのか物なのかを判断する監視システムが開示されている。なお、当該監視システムは、エアバックの展開による怪我の防止に使用される。

特開２０１９-９９０８６号公報（特許文献２）には、車内に設置されたマイクロフォンを用いて、泣き声等が検知された場合に要救護者がいると判定する装置が開示されている。

特開平９-３９７２８号公報 特開２０１９-９９０８６号公報

超音波送信機および超音波受信機を用いた物体検出によると、検出できない領域が生じる場合（物体の背面に子供がいる場合等）がある。マイクロフォンを用いた音声検出によると、子供の状態により検出できない状況（子供が寝ている状況等）が生じることがある。

本開示の目的は、車内における人および飼育動物の存否を精度よく検出できるシステムを提供することにある。

本開示のある局面に従うと、存否判定システムは、車内に設置された超音波送信機から送信された超音波を、車内にて受信する第１の受信手段と、車内にて可聴周波数帯の音波を受信する第２の受信手段と、第１の受信手段にて受信された超音波と、第２の受信手段にて受信された可聴周波数帯の音波とに基づき、車内に人および飼育動物の少なくとも一方が存在するか否かを判定する判定手段とを備える。

本開示の他の局面に従うと、存否判定方法は、車内に設置された超音波送信機から超音波を送信するステップと、車内にて超音波を受信するステップと、車内にて可聴周波数帯の音波を受信するステップと、受信された超音波と、受信された可聴周波数帯の音波とに基づき、車内に人および飼育動物の少なくとも一方が存在するか否かを判定するステップとを備える。

本開示によれば、車内における人および飼育動物を精度よく検出できる。

存否判定システムのシステム構成を説明するための図である。 存否判定システムのハードウェア構成を説明するための図である。 存否判定システムの機能的構成を説明するための図である。 送信機制御部で実行される処理の流れを説明するフロー図である。 図４のステップＳ４の後に実行される処理の流れを説明するためのフロー図である。 他の形態に係る存否判定システムを説明するための図である。 他の形態に係る存否判定システムのハードウェア構成を説明するための図である。 他の形態に係る存否判定システムの機能的構成を説明するための図である。 さらに他の形態に係る存否判定システムを説明するための図である。 圧電素子を用いることにより発生した超音波信号の波形を示した図である。 サーモフォンにより発生した超音波信号の波形を示した図である。

以下、図面を参照しつつ、本発明の各実施の形態に係る存否判定システムについて説明する。以下の説明では、同一の部材には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さない。

本実施の形態では、「車内」は、人および飼育動物が存在し得る空間を意味する。車内は、主として乗員室を意味する。乗員室と荷室とが空間的に接続されているような車（ワゴン車、ハッチバック車、ワンボックス車、ＳＵＶ（Sport Utility Vehicle）車等）の場合には、「車内」は、乗員室と荷室とを含む。このような荷室に飼育動物が乗せられている場合があるためである。

飼育動物は、典型的には、ペットである。飼育動物としては、たとえば、犬、猫、鳥が挙げられる。本例では、子供は、赤ん坊を含む。

また、本実施の形態では、可聴周波数帯の音波（周波数が可聴周波数帯域にある音波）を、便宜上、単に「音波」と称する。このように、本実施の形態では、「音波」という文言を、周波数が可聴周波数帯を超える音波（すなわち、「超音波」）と区別して用いる。

＜Ａ．システム構成＞
図１は、本実施の形態に係る存否判定システム１のシステム構成を説明するための図である。

図１を参照して、存否判定システム１は、車９００にて使用される。なお、車９００では、乗員室と荷室とは、空間的に分離されている。

存否判定システム１は、車内９２０（詳しくは、乗員室）に人および飼育動物（典型的には、子供またはペット）の少なくとも一方が存在するか否かを判定する。詳しくは、存否判定システム１は、車内９２０に人および／または飼育動物が取り残されているか否かを判定する。

なお、車内９２０に取り残されているのが、人および飼育動物のいずれであるかを特定することまでは必須ではない。すなわち、取り残されているのが、人なのか、あるいは飼育動物なのかを特定することは必須ではない。

存否判定システム１は、超音波送信機１１と、マイクロフォン１２と、プリント回路板１３とを備える。超音波送信機１１と、マイクロフォン１２と、プリント回路板１３とは、車内９２０に設置されている。超音波送信機１１と、マイクロフォン１２とは、プリント回路板１３に通信可能に接続されている。

超音波送信機１１は、車内９２０の座席９１０の上方に設置されている。超音波送信機１１は、典型的には、車内９２０の天井に設置される。超音波送信機１１は、本例では、天井の中央部分に設置されている。超音波送信機１１は、天井から車内９２０の下方の空間に向かって、超音波（典型的には２０ｋＨｚ～１００ｋＨｚ）を送信（発振）する。

超音波送信機１１は、圧電素子を備える。超音波送信機１１は、圧電素子の振動によって、超音波を発生する。

超音波送信機１１は、本例では、少なくとも、運転席９１１の着座面の方向と、助手席（図示せず）の着座面の方向と、後部座席９１２の着座面の方向および背もたれ面の方向とに対して、超音波を照射する位置に取り付けられている。

なお、超音波送信機１１の設置位置は、上記に限定されるものではない。超音波送信機１１から送信される超音波が、少なくとも助手席および後部座席に存在する検出対象（人および飼育動物）に照射されれば、超音波送信機の設置位置は、特に限定されない。

マイクロフォン１２は、車内９２０の座席９１０（本例では、後部座席９１２）の上方に設置されている。マイクロフォン１２は、典型的には、車内９２０の天井に設置される。マイクロフォン１２は、本例では、天井の後方部分に設置されている。

マイクロフォン１２が後方部分に設置されている理由は、子供またはペットが助手席等の前部座席に居る確率よりも、後部座席に居る確率が高いためである。つまり、天井の前方部分の設置するよりも、少なくとも子供またはペットが発する音を検出しやすいためである。ただし、マイクロフォン１２の感度によっては、マイクロフォン１２を天井の前方部分の設置してもよい。また、車内９２０における音声入力および音声認識のために、カーナビゲーションシステムその他の電子機器、または座席に内蔵されたマイクロフォンを本用途に用いてもよい。

マイクロフォン１２は、超音波を受信する。マイクロフォン１２は、超音波送信機１１が送信した超音波を受信し、第１の受信手段に相当する。詳しくは、マイクロフォン１２は、超音波送信機１１が送信した超音波の反射波を受信する。超音波は、乗員室内の物体（人、飼育動物を含む）で反射し、マイクロフォン１２で受信される。

マイクロフォン１２は、超音波に加えて、音波を受信する。マイクロフォン１２は、車内９２０で発生した音波を受信し、第２の受信手段に相当する。たとえば、マイクロフォン１２は、子供の声（泣き声を含む）、子供の動作に伴い生じた音（打音等）等による音波を受信する。

このように、マイクロフォン１２は、車内９２０に設置された超音波送信機１１から送信された超音波を、車内９２０にて受信するとともに、車内９２０にて音波を受信する。マイクロフォン１２によって受信（収集）された超音波（反射波）および音波は、プリント回路板１３に送られる。

プリント回路板１３は、本例では、車内９２０に設置されている。プリント回路板１３は、乗員室内の下部に設置されている。これに限定されず、プリント回路板１３は、エンジンコンポーネント（エンジンルーム）に設置されていてもよい。また、プリント回路板１３は、荷室に設置されてもよい。プリント回路板１３の設置位置は、特に限定されない。

詳細については後述するが、プリント回路板１３は、マイクロフォン１２にて受信された超音波と、マイクロフォン１２にてにて受信された音波とに基づき、車内９２０に人および飼育動物の少なくとも一方が存在するか否かを判定する。

＜Ｂ．ハードウェア構成＞
図２は、存否判定システム１のハードウェア構成を説明するための図である。

図２を参照して、存否判定システム１は、上述したように、超音波送信機１１と、マイクロフォン１２と、プリント回路板１３とを備える。

プリント回路板１３は、ＡＭＰ（Amplifier）１５０と、フィルタ１１０と、ＡＤ（Analog Digital）コンバータ１２１，１２２と、プロセッサ１３１，１３２，１３３，１３４と、メモリ１４３とを備える。フィルタ１１０は、ＢＰＦ（Band Pass Filter）１１１と、ＬＰＦ（Low Pass Filter）１１２とを含む。

プロセッサ１３４は、超音波送信機１１の動作を制御する。プロセッサ１３４は、外部から取得した信号に基づき、超音波送信機１１の動作を制御する。プロセッサ１３４は、超音波送信機１１に送信開始指示を送ることにより、超音波送信機１１に超音波を送信させる。また、プロセッサ１３４は、超音波送信機１１に送信停止指示を送ることにより、超音波送信機１１に超音波を送信を停止させる。

ＢＰＦ１１１は、超音波を通過させる。詳しくは、ＢＰＦ１１１は、使用する超音波送信機１１の送信周波数帯に合わせて、所定の周波数範囲の周波数の信号だけを通過させ、当該周波数範囲外の信号を減衰させる。なお、ＢＰＦ１１１の代わりに、ＨＰＦ（High Pass Filter）を用いてもよい。

ＬＰＦ１１２は、音波を通過させる。詳しくは、ＬＰＦ１１２は、所定の周波数以下（典型的には、２Ｈｚ～２０ｋＨｚ）の周波数の信号だけを通過させ、当該周波数以上の信号を減衰させる。

マイクロフォン１２によって受信された超音波と音波とは、ＡＭＰ１５０により増幅された後、アナログ信号として、プリント回路板１３のフィルタ１１０に送信される。当該アナログ信号は、フィルタ１１０によって、超音波帯のアナログ信号と、音波帯のアナログ信号とに分離される。

具体的には、ＢＰＦ１１１によって、マイクロフォン１２によって受信されたアナログ信号から、超音波帯のアナログ信号が分離される。ＬＰＦ１１２によって、マイクロフォン１２によって受信されたアナログ信号から、音波帯のアナログ信号が分離される。

超音波帯のアナログ信号は、ＡＤコンバータ１２１によって、デジタル信号に変換される。当該デジタル信号は、プロセッサ１３１に入力される。

音波帯のアナログ信号は、ＡＤコンバータ１２２によって、デジタル信号に変換される。当該デジタル信号は、プロセッサ１３２に入力される。

なお、図２においては、ＡＭＰ１５０、フィルタ１１０、およびＡＤコンバータ１２１，１２２を、この順に配置したが、異なる順に配置されてもよい。具体的には、ＡＭＰ１５０、ＡＤコンバータ、フィルタ１１０の順に配置され、単一のＡＤコンバータにより音波および超音波をデジタル信号に変換してもよい。また、ＡＭＰ１５０は、信号の増幅が不要な場合には配置しなくてもよい。

また、図２においては、ＡＭＰ１５０がプリント回路板１３に配置される構成としたが、ＡＭＰ１５０をマイクロフォン１２に内蔵させる構成としてもよい。

次に、プロセッサ１３１～１３３の処理について説明する。
プロセッサ１３１，１３２としては、典型的には、ＤＳＰ（Digital Signal Processer）が利用される。なお、プロセッサ１３１，１３２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等の汎用のプロセッサであってもよい。

プロセッサ１３１は、マイクロフォン１２によって超音波の反射波が受信されると、超音波の送信時刻と当該超音波の反射波の受信時刻との時間差を算出する。プロセッサ１３１は、算出された時間差に基づき、超音波送信機１１から検出対象（人、飼育動物を含む）までの距離と、当該検出対象からマイクロフォン１２までの距離との和（以下、「総距離」とも称する）を算出する。プロセッサ１３１は、算出される総距離が変化した場合、車内９２０において検出対象に動きがあったと判断する。このように、プロセッサ１３１は、車内９２０における動きを検出する。

なお、プロセッサ１３１において、超音波送信機１１により送信された超音波の中心周波数と、マイクロフォン１２によって受信された反射波の中心周波数との差を算出し、両中心周波数に所定値以上の差がある場合、車内９２０において検出対象に動きがあったと判断することも可能である（ドップラー方式）。また、総距離の変化に基づく判断と、ドップラー方式におる判断とを組み合わせることも可能である。

プロセッサ１３１は、検出結果をプロセッサ１３３に通知する。具体的には、プロセッサ１３１は、動きの有無をプロセッサ１３３に通知する。たとえば、プロセッサ１３１は、動きがない場合にはＬＯＷの信号を、動きがあると判定した場合にはＨｉｇｈの信号を、後段のプロセッサ１３３に送信する。なお、プロセッサ１３１は、上記の各処理（判断および送信）を所定の周期で実行する。

プロセッサ１３２は、マイクロフォン１２によって受信された音波から、特定の音の発生を検出する。プロセッサ１３２は、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を用いて、周波数解析を行う。これにより、プロセッサ１３２は、特定の音（予め定められた音）の発生を検出する。詳しくは、特定の音として、プロセッサ１３２は、声（発話音、泣き声）、人の動作に伴い生じた音（打音等）を検出する。

プロセッサ１３２は、検出結果をプロセッサ１３３に通知する。具体的には、プロセッサ１３２は、声、人の動作に伴い生じた音を検出した場合、特定の音が検出されたことをプロセッサ１３３に通知する。なお、プロセッサ１３２は、周波数解析の結果、ノイズを検出した場合には、特定の音が検出されなかったことをプロセッサ１３３に通知する。

たとえば、プロセッサ１３２は、特定の音が検出された場合にはＨｉｇｈの信号を、ノイズ等の音しか検出されなかった場合（特定の音が検出されなかった場合）にはＬｏｗの信号を、後段のプロセッサ１３３に送信する。なお、プロセッサ１３２は、上記の各処理（判断および送信）を所定の周期で実行する。

以上のようにして、プロセッサ１３３には、プロセッサ１３１からの信号と、プロセッサ１３２からの信号とが所定の周期で入力される。

プロセッサ１３３は、２つのプロセッサ１３１，１３２から入力される信号（検出結果）に基づいて、車内９２０に人および飼育動物の少なくとも一方が存在するか否かを判定する。具体的には、プロセッサ１３３は、車内９２０における動きが検出された場合、および／または、特定の音の発生が検出された場合、車内９２０に人および飼育動物の少なくとも一方が存在すると判定する。プロセッサ１３３は、車内９２０における動きが検出されず、かつ、特定の音の発生が検出されないときには、車内９２０に人および飼育動物の両方が存在しないと判定する。

プロセッサ１３３が実行するソフトウェアは、典型的には、フラッシュメモリ等の不揮発性メモリであるメモリ１４３に予め格納されている。当該ソフトウェアは、その他の記憶媒体に格納されて、プログラムプロダクトとして流通している場合もある。あるいは、ソフトウェアは、いわゆるインターネットに接続されている情報提供事業者によってダウンロード可能なプログラムプロダクトとして提供される場合もある。

このようなソフトウェアは、読取装置によりその記憶媒体から読み取られて、あるいは、通信インターフェイス等を介してダウンロードされた後、メモリ１４３に一旦格納される。そのソフトウェアは、プロセッサ１３３によってメモリ１４３から読み出され、図示しないＲＡＭ（Random Access Memory）に実行可能なプログラムの形式で格納される。プロセッサ１３３は、そのプログラムを実行する。

＜Ｃ．機能的構成＞
図３は、存否判定システム１の機能的構成を説明するための図である。

図３を参照して、存否判定システム１は、超音波送信部３１０と、受信部３２０と、判定部３３０と、送信機制御部３４０とを備える。受信部３２０は、超音波受信部３２１と、音波受信部３２２とを含む。判定部３３０は、検出部３３１，３３２と、検出結果処理部３３３とを含む。

送信機制御部３４０は、存否判定システム１の上位の車載コントローラ（図示せず）からの外部信号に基づいて、所定の条件が成立したか否かを判定する。送信機制御部３４０は、所定の条件が成立すると、超音波送信部３１０に超音波の送信を開始させる。

上記所定の条件は、典型的には、車９００のエンジンが停止し、ドア（典型的には、運転室側のドア）が開き、当該ドアが閉まったことである。また、ドアの鍵が閉まったことも上記の条件に加えてもよい。なお、ここで言う「エンジンの停止」は、電気自動車等のエンジンが搭載されていない自動車においては、モーターの停止等により走行開始不能な状態となることを意味する。

また、エンジンまたはモーターが完全に停止していなくても、車９００が、長時間にわたりパーキングの状態（典型的には、シフトレバーがパーキングのレンジにある状態、またはサイドブレーキ等のパーキングブレーキが掛けられている状態）またはニュートラルの状態（典型的には、シフトレバーがニュートラルのレンジにある状態）に留まっていることを、上記の所定の条件としてもよい。

送信機制御部３４０は、プロセッサ１３４がプログラムを実行することにより実現される機能ブロックである。

超音波送信部３１０は、超音波を送信する。超音波送信部３１０は、超音波送信機１１に対応する。

受信部３２０は、超音波と音波とを受信する。超音波受信部３２１は、超音波送信部３１０が送信した超音波を受信する。詳しくは、超音波受信部３２１は、超音波送信機１１が送信した超音波の反射波を受信する。音波受信部３２２は、車内９２０に生じた音波を受信する。たとえば、音波受信部３２２は、子供の声（鳴き声を含む）、子供の動作に伴い生じた音（打音等）等による音波を受信する。

超音波受信部３２１は、マイクロフォン１２とＡＭＰ１５０とＢＰＦ１１１とによって実現される機能ブロックである。音波受信部３２２は、マイクロフォン１２とＡＭＰ１５０とＬＰＦ１１２とによって実現される機能ブロックである。

判定部３３０は、超音波受信部３２１にて受信された超音波と、音波受信部３２２にて受信された音波とに基づき、車内９２０に人および飼育動物の少なくとも一方が存在するか否かを判定する。

検出部３３１は、超音波受信部３２１にて受信された超音波に基づき、車内９２０における動きを検出する。検出部３３１は、検出結果を、検出結果処理部３３３に通知する。検出部３３２は、音波受信部３２２にて受信された音波に基づき、特定の音の発生を検出する。検出部３３２は、検出結果を、検出結果処理部３３３に通知する。

検出部３３１は、ＡＤコンバータ１２１とプロセッサ１３１とによって実現される機能ブロックである。検出部３３２は、ＡＤコンバータ１２２とプロセッサ１３２とによって実現される機能ブロックである。

検出結果処理部３３３は、車内９２０における動きが検出された場合、および／または、特定の音の発生が検出された場合、車内９２０に人および飼育動物の少なくとも一方が存在すると判定する。検出結果処理部３３３は、車内９２０における動きが検出されず、かつ、特定の音の発生が検出されないときには、車内９２０に人および飼育動物の両方が存在しないと判定する。

検出結果処理部３３３は、プロセッサ１３３とメモリ１４３とによって実現される機能ブロックである。具体的には、検出結果処理部３３３は、プロセッサ１３３がメモリ１４３に格納されたソフトウェアを実行することにより実現される。

検出結果処理部３３３は、判定結果を、上位のアプリケーションに通知する。詳しくは、検出結果処理部３３３は、車９００の動作を制御する車載コントローラに判定結果を通知する。

車載コントローラは、車内９２０に人および飼育動物の少なくとも一方が存在することを示す判定結果を受信すると、車９００の他のシステムを稼働させて、子供およびペット等が危険な状態になることを防止する。

たとえば、車載コントローラは、車外にアラートを発して救護を促す制御を実行する。具体的には、車載コントローラは、警報音を作動させる、あるいは、無線デバイスを用いて車９００の運転者のスマートフォンにメッセージを送信する。

あるいは、車載コントローラは、車内９２０に人および飼育動物の少なくとも一方が存在することを示す判定結果を受信すると、車内９２０の環境をより安全な状態になるように車９００の機器を制御する。具体的には、車載コントローラは、車９００のエアーコンディショナを始動させて、温度の上昇や下降を防止する。あるいは、車載コントローラは、子供が勝手に車９００を発車させないように、車９００の操作を無効にする。または、車載コントローラは、子供が車９００から脱出できるように、車９００のドアおよび／または窓の開閉を可能にする。

＜Ｄ．制御構造＞
図４は、送信機制御部３４０（具体的には、プロセッサ１３４）で実行される処理の流れを説明するフロー図である。

図４を参照して、ステップＳ１において、プロセッサ１３４（図２参照）は、車９００のエンジンがオフになったか否かを判断する。プロセッサ１３４は、上述した車載コントローラからの信号に基づき、車９００のエンジンがオフになったか否かを判断する。

車９００のエンジンがオフになっていないと判断した場合（ステップＳ１においてＮＯ）、プロセッサ１３４は、処理をステップＳ１に戻す。車９００のエンジンがオフになったと判断した場合（ステップＳ１においてＹＥＳ）、プロセッサ１３４は、ステップＳ２において、車９００のドア（典型的には、運転席側のドア）が開状態になったか否かを判断する。

車９００のドアが開状態になっていないと判断した場合（ステップＳ２においてＮＯ）、プロセッサ１３４は、処理をステップＳ２に戻す。車９００のドアが開状態になったと判断した場合（ステップＳ２においてＹＥＳ）、プロセッサ１３４は、ステップＳ３において、一旦開状態となった当該ドアが閉状態になったか否かを判断する。

車９００のドアが閉状態になっていないと判断した場合（ステップＳ３においてＮＯ）、プロセッサ１３４は、処理をステップＳ３に戻す。車９００のドアが閉状態になったと判断した場合（ステップＳ３においてＹＥＳ）、プロセッサ１３４は、ステップＳ４において、超音波送信機１１に対して、超音波の送信処理を指示する送信開始指示を送る。これにより、受信部３２０が超音波を受信することになり、判定部３３０による判定処理が開始される。

図５は、図４のステップＳ４の後に実行される処理の流れを説明するためのフロー図である。

図５を参照して、ステップＳ１１において、超音波送信機１１は、超音波の送信を開始する。ステップＳ１２において、マイクロフォン１２は、超音波と音波との受信を開始する。

ステップＳ１３において、プロセッサ１３１によって車内９２０での動きが検出されたか否かを、プロセッサ１３３が判断する。車内９２０での動きが検出されたと判断された場合（ステップＳ１３においてＹＥＳ）、プロセッサ１３３は、ステップＳ１４において、人および飼育動物の少なくとも一方が車内９２０の存在している（すなわち、取り残されている）と判定する。

車内９２０での動きが検出されていないと判断された場合（ステップＳ１３においてＮＯ）、プロセッサ１３３は、ステップＳ１６において、プロセッサ１３２によって特定の音の発生が検出されたか否かを判断する。

特定の音の発生が検出されたと判断された場合（ステップＳ１６においてＹＥＳ）、プロセッサ１３３は、処理をステップＳ１４に進める。ステップＳ１４の後、プロセッサ１３３は、ステップＳ１５において、上述したように上位のアプリケーションに対して所定の出力を行う。

特定の音の発生が検出されなかった判断された場合（ステップＳ１６においてＮＯ）、プロセッサ１３３は、ステップＳ１７において、人および飼育動物の両方が車内９２０の存在していない（すなわち、取り残されていない）と判定する。その後、プロセッサ１３３は、処理をステップＳ１３に戻す。

＜Ｅ．小括＞
（１）図２および図３を再び参照して、存否判定システム１は、車内９２０に設置された超音波送信機１１（超音波送信部３１０）から送信された超音波を、車内９２０にて受信する超音波受信部３２１と、車内９２０にて音波を受信する音波受信部３２２と、超音波受信部３２１にて受信された超音波と、音波受信部３２２にて受信された音波とに基づき、車内９２０に人および飼育動物の少なくとも一方が存在するか否かを判定する判定部３３０とを備える。

このような構成によれば、超音波を用いた検出において、検出できない領域が生じた場合（物体の背面に子供がいる場合等）であっても、音波を用いた検出によって、子供等を検出できる。また、音波による検出において、子供の状態により検出できない状況（子供が寝ている状況等）が生じたとしても、超音波によって子供等の動き（寝ているときの動作等）を検出できる。

それゆえ、存否判定システム１によれば、超音波および音波のいずれか一方のみを用いて車内９２０の人および飼育動物の少なくとも一方を検出する構成に比べて、人および飼育動物の存否を精度よく検出できるようになる。

（２）判定部３３０は、超音波受信部３２１にて受信された超音波に基づき、車内９２０における動きを検出する検出部３３１と、音波受信部３２２にて受信された音波に基づき、特定の音の発生を検出する検出部３３２とを含む。判定部３３０は、検出部３３１による検出の結果と、検出部３３２による検出の結果とに基づき、車内９２０に人および飼育動物の少なくとも一方が存在するか否かを判定する。

（３）判定部３３０は、検出部３３１によって車内９２０における動きが検出された場合、および／または、検出部３３２によって特定の音の発生が検出された場合、車内９２０に人および飼育動物の少なくとも一方が存在すると判定する。

（４）存否判定システム１は、超音波受信部３２１および音波受信部３２２として機能する単一のマイクロフォンを備える。すなわち、第１の受信手段と第２の受信手段とが単一部品により実現されている。このような構成によれば、存否判定システム１を構成する部品の点数を減らすことができる。

（５）超音波受信部３２１および音波受信部３２２とは、車内９２０の座席９１０の上方に設置されている。このような構成によれば、超音波受信部３２１および音波受信部３２２が座席９１０の上方以外の場所に設置されている構成に比べて、人および飼育動物の少なくとも一方の検知精度が向上する。

（６）存否判定システム１は、超音波送信機１１をさらに備える。
（７）超音波送信機１１は、車内９２０の中央部に設置されている。このような構成によれば、超音波送信機１１が車内９２０の中央部以外の場所に設置されている構成に比べて、超音波が、人および飼育動物に照射されやすくなる。それゆえ、超音波送信機１１が車内９２０の中央部以外の場所に設置されている構成に比べて、人および飼育動物の検知精度が向上する。

（８）判定部３３０は、超音波送信機１１が設置された車９００のエンジンがオフとなったことを条件に、超音波送信機１１による超音波の送信を開始する。このような構成によれば、エンジンがオン状態のとき（典型的には、運転手が車内９２０にいるとき）には、超音波送信機１１による超音波の送信および存否判定システム１による人および飼育動物の検知は行なわれない。それゆえ、超音波の送信および存否判定システム１による判定処理の実行期間を、人および飼育動物の検知が必要となる期間に制限できる。したがって、エンジンその他の動力源の消費を抑制することができる。

＜Ｆ．変形例＞
（ｆ１．第１の変形例）
図６は、存否判定システム１の変形例である存否判定システム１Ａを説明するための図である。詳しくは、ＴｏＦ（Time of Flight）を用いて、車内９２０の人および飼育動物の位置を特定する構成を説明する。

図６を参照して、存否判定システム１Ａは、超音波送信機１１と、４つのマイクロフォン１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ，１２Ｄと、プリント回路板１３Ａ（図７参照）とを備える。

マイクロフォン１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ，１２Ｄのハードウェア構成および機能は、上述したマイクロフォン１２と同一であるため、ここでは繰り返し説明しない。

マイクロフォン１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ，１２Ｄは、車内９２０の天井に設置される。マイクロフォン１２Ａは、運転席９１１の上方に設置されている。マイクロフォン１２Ｂは、助手席の上方に設置されている。マイクロフォン１２Ｃは、右側の後部座席の上方に設置されている。マイクロフォン１２Ｄは、左側の後部座席９１２の上方に設置されている。

図６の例では、子供（赤ん坊）８００が、左側の後部座席９１２に設置されたベビーシートに座っている。

超音波送信機１１から、ある時刻ｔ０に送信された超音波は、各マイクロフォン１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ，１２Ｄにおいて、異なる時刻ｔ１，ｔ２，ｔ３，ｔ４で受信される。詳しくは、各マイクロフォン１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ，１２Ｄが子供８００からの超音波の反射波を受信するタイミングは、子供８００の位置に基づき異なる。

存否判定システム１Ａは、車内９２０における人および飼育動物の存否とともに、超音波の受信タイミングの上記ズレに基づき、車内９２０に存在する人および飼育動物の位置を特定する。

図７は、存否判定システム１Ａのハードウェア構成を説明するための図である。
図７を参照して、存否判定システム１Ａは、上述したように、超音波送信機１１と、マイクロフォン１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ，１２Ｄと、プリント回路板１３Ａとを備える。

プリント回路板１３Ａは、４つのＡＭＰ１５０と、４つのフィルタ１１０と、４つのＡＤコンバータ１２１と、４つのＡＤコンバータ１２２と、プロセッサ１３１，１３２，１３３，１３４と、メモリ１４３とを備える。ＡＭＰ１５０と、フィルタ１１０とＡＤコンバータ１２１，１２２とは、マイクロフォン１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ，１２Ｄに対応して個別に設けられている。

すなわち、各マイクロフォン１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ，１２Ｄからの出力は、互いに異なるＡＭＰ１５０により増幅された後、互いに異なるフィルタ１１０に入力される。その後、フィルタ１１０で分離された信号（超音波および音波）は、フィルタ１１０毎に接続されたＡＤコンバータ１２１，１２２に入力される。

プロセッサ１３１は、４つのＡＤコンバータ１２１から出力された４つの超音波信号を、入力として受け付ける。プロセッサ１３２は、４つのＡＤコンバータ１２２から出力された４つの音波信号を、入力として受け付ける。

プロセッサ１３１は、マイクロフォン１２Ａによって超音波の反射波が受信されると、超音波の送信時刻と当該超音波の反射波の受信時刻との時間差（Δｔa＝ｔ１－ｔ０）を算出する。プロセッサ１３１は、算出された時間差Δｔaに基づき、超音波送信機１１から検出対象（人、飼育動物を含む）までの距離と、当該検出対象からマイクロフォン１２Ａまでの距離との合計（以下、総距離Ｌａと称する）を算出する。プロセッサ１３１は、算出される総距離Ｌａが変化した場合、車内９２０において検出対象に動きがあったと判断する。

同様に、プロセッサ１３１は、マイクロフォン１２Ｂ～１２Ｄによって超音波の反射波が受信されると、マイクロフォン１２Ｂ～１２Ｄ毎に、超音波の送信時刻と当該超音波の反射波の受信時刻との時間差（Δｔｂ＝ｔ２－ｔ０，Δｔｃ＝ｔ３－ｔ０，Δｔｄ＝ｔ４－ｔ０）を算出する。

プロセッサ１３１は、算出された時間差Δｔｂ，Δｔｃ，Δｔｄの各々に基づき、超音波送信機１１から検出対象（人、飼育動物を含む）までの距離と、当該検出対象から各マイクロフォン１２Ｂ，１２Ｃ，１２Ｄまでの距離との合計（以下、総距離Ｌｂ，Ｌｃ，Ｌｄと称する）を算出する。プロセッサ１３１は、算出される総距離Ｌｂ，Ｌｃ，Ｌｄが変化した場合、車内９２０において検出対象に動きがあったと判断する。なお、プロセッサ１３１は、総距離Ｌａ，Ｌｂ，Ｌｃ，Ｌｄのうちの少なくとも１つの総距離の変化に基づき、動きの判断を行ってもよい。

プロセッサ１３１は、車内９２０にて動きが検出した場合、総距離Ｌａ，Ｌｂ，Ｌｃ，Ｌｄに基づいて、動いた対象物（人または飼育動物）の位置を特定する。なお、位置の特定を、プロセッサ１３１の後段のプロセッサ１３３が実行するようにしてもよい。特定された位置は、典型的には、車内９２０における３次元座標系の座標値として表される。

位置（座標値）の特定により、プロセッサ１３３は、人または飼育動物が、助手席、右側の後部座席９１２、左側の後部座席９１２、中央の後部座席９１２、または運転席９１１のいずれにいるかを判断できる。

プロセッサ１３２は、マイクロフォン１２Ａによって受信された音波から、特定の音の発生を検出する。同様に、プロセッサ１３２は、各マイクロフォン１２Ｂ，１２Ｃ，１２Ｄによって受信された音波から、特定の音の発生を検出する。プロセッサ１３２における４つの検出結果は、プロセッサ１３２の後段のプロセッサ１３３に通知される。

プロセッサ１３３は、上述したように、２つのプロセッサ１３１，１３２から入力される信号（検出結果）に基づいて、車内９２０に人および飼育動物の少なくとも一方が存在するか否かを判定する。具体的には、プロセッサ１３３は、車内９２０における動きが検出された場合、および／または、特定の音の発生が検出された場合、車内９２０に人および飼育動物の少なくとも一方が存在すると判定する。

なお、車内９２０における動きの検出は、上述したように、少なくとも１つのマイクロフォンからの出力によってなされればよい。同様に、特定の音の発生の検出も、少なくとも１つのマイクロフォンからの出力によってなされればよい。

また、プロセッサ１３３は、動きの検出と、特定の音の発生の検出とが、同一のマイクロフォンからの出力に基づくことを条件として、存否判定を行ってもよい。

図８は、存否判定システム１Ａの機能的構成を説明するための図である。
図８を参照して、存否判定システム１Ａは、超音波送信部３１０と、受信部３２０と、判定部３３０Ａと、送信機制御部３４０とを備える。判定部３３０Ａは、検出部３３１，３３２と、検出結果処理部３３３Ａとを含む。検出結果処理部３３３Ａは、位置特定部３３４を含む。

受信部３２０は、４つの超音波受信部３２１Ａ、３２１Ｂ，３２１Ｃ，３２１Ｄと、４つの音波受信部３２２Ａ、３２２Ｂ，３２２Ｃ，３２２Ｄとを含む。

各超音波受信部３２１Ａ、３２１Ｂ，３２１Ｃ，３２１Ｄは、超音波受信部３２１（図３参照）と同様の機能を実行する。各音波受信部３２２Ａ、３２２Ｂ，３２２Ｃ，３２２Ｄは、音波受信部３２２（図３参照）と同様の機能を実行する。

検出結果処理部３３３Ａは、存否判定システム１の検出結果処理部３３３と同様に、車内９２０における動きが検出された場合、および／または、特定の音の発生が検出された場合、車内９２０に人および飼育動物の少なくとも一方が存在すると判定する。検出結果処理部３３３Ａは、車内９２０における動きが検出されず、かつ、特定の音の発生が検出されないときには、車内９２０に人および飼育動物の両方が存在しないと判定する。

検出結果処理部３３３Ａの位置特定部３３４は、車内９２０に人および飼育動物の少なくとも一方が存在すると判定されたことを条件に、各マイクロフォン１２Ａ、１２Ｂ，１２Ｃ，１２Ｄからの出力に基づき、車内９２０における人または飼育動物の位置を特定する。具体的には、位置特定部３３４は、各超音波受信部３２１Ａ～３２１Ｄによる超音波の受信タイミング（送信から受信までの時間の相違）に基づき、車内９２０における人または飼育動物の位置を特定する。なお、この場合には、位置特定部３３４が第１の特定手段に対応する。

検出結果処理部３３３Ａは、判定結果および特定された位置を、上位のアプリケーションに通知する。

なお、検出結果処理部３３３Ａは、プロセッサ１３３とメモリ１４３とによって実現される機能ブロックである。具体的には、検出結果処理部３３３Ａは、プロセッサ１３３がメモリ１４３に格納されたソフトウェアを実行することにより実現される。

また、存否判定システム１Ａにおいては、位置特定部３３４または位置特定部３３４とは別の他の位置特定部(図示せず）が、各音波受信部３２２Ａ～３２２Ｄによって受信された音波の強度の差に基づき、人または飼育動物の位置を特定してもよい。なお、この場合には、位置特定部３３４または当該他の位置特定部が、第２の特定手段に対応する。

（ｆ２．第２の変形例）
図９は、存否判定システム１の変形例である存否判定システム１Ｂを説明するための図である。詳しくは、図９は、存否判定システム１Ｂのハードウェア構成を説明するための図である。

図９を参照して、超音波送信機１１と、マイクロフォン２１と、マイクロフォン２２と、プリント回路板１３Ｂとを備える。すなわち、第１の受信手段と第２の受信手段とが異なる部品にて実現されている。２つのマイクロフォン２１，２２を備える点において、図２に示した存否判定システム１とは異なる。

プリント回路板１３Ｂは、ＡＭＰ１５１，１５２と、ＡＤコンバータ１２１，１２２と、プロセッサ１３１，１３２，１３３，１３４と、メモリ１４３とを備える。プリント回路板１３Ｂはフィルタ１１０を備えていない点において、図２に示した存否判定システム１のプリント回路板１３とは異なる。

マイクロフォン２１は、超音波を受信する。マイクロフォン２１は、典型的にはＢＰＦ（Band Pass Filter）を内蔵しており、超音波帯域の信号のみをＡＭＰ１５１に出力する。ＡＭＰ１５１によって増幅された信号は、ＡＤコンバータ１２１に出力される。

マイクロフォン２２は、音波を受信する。マイクロフォン２２は、典型的にはＬＰＦ（Low Pass Filter）を内蔵しており、音波帯域の信号のみをＡＭＰ１５２に出力する。ＡＭＰ１５２によって増幅された信号は、ＡＤコンバータ１２２に出力される。

このように、存否判定システム１Ｂは、少なくとも、超音波用のマイクロフォン２１と、音波用のマイクロフォン２２とを個別に備える点において、超音波および音波用（共用）のマイクロフォン１２を備える存否判定システム１（図２参照）とは異なる。

このような構成であっても、超音波および音波のいずれか一方のみを用いて車内９２０の人および飼育動物を検出する構成に比べて、人および飼育動物を精度よく検出できるようになる。

（ｆ３．第３の変形例）
超音波送信機１１は、上述したように、圧電素子の振動によって超音波を発生する。

本変形例では、超音波送信機１１として、サーモフォンを用いる。サーモフォンを用いて超音波を発生させることにより、後述するように、超音波による人等の検出精度を向上させることができる。なお、「サーモフォン」は、高い熱伝導かつ低い熱容量素子に電気エネルギーを加え、これによって発生する熱による空気膨張を利用し音を発生させる装置である。

図１０は、圧電素子を用いることにより発生した超音波信号の波形６１０を示した図である。

図１０を参照して、圧電素子（振動子）に共振周波数に近い電気信号を印加することにより、圧電素子は振動する。共振のため、圧電素子に対する電気信号を停止しても、超音波振動が機械的に持続する。このため、残響（リンギング成分）が発生する。また、信号の立ち上がり時も、共振のため数波～数十波が必要となる。

図１１は、サーモフォンにより発生した超音波信号の波形６２０を示した図である。
図１１を参照して、サーモフォンでは、ＣＮＴ（Carbon nanotube）などの素子に周期的な熱を加えることで、周期的な熱の変動による周辺空気の膨張および圧力波により音波及び超音波を発生する。熱を使用した非機械的振動のため、熱を止めると音波／超音波は直ちに止まる。それゆえ、サーモフォンは、機械的振動を用いる音波発生機（圧電素子を使用したものなど）で課題となる残響はほとんど発生することなく、インパルス信号を発生することができる。

残響はセンサとしては不必要な成分である。圧電素子を用いて生じさせた超音波は、当該残響成分により、距離分解能や検出距離に対しての制約が生じる。サーモフォンは、動作原理から、これらの制約が緩和される。これにより、サーモフォンは、圧電素子を用いた超音波送信機よりも、微小な動きが検出できる。それゆえ、人物または動物の検出精度が高くなる。したがって、サーモフォンを用いることにより、たとえば睡眠状態にある子供の呼吸に伴う身体の微小な動きをも検出することが可能となる。

（ｆ４．第４の変形例）
上記では、図２等においてプリント回路板１３，１３Ａ，１３Ｂが、４つのプロセッサ１３１～１３４を備える構成を例に挙げて説明したが、プロセッサの数は、４つに限定されるものではない。１つまたは複数のプロセッサが、単独または連携して、４つのプロセッサ１３１～１３４で実行される処理を行なってもよい。

（ｆ５．第５の変形例）
存否判定システム１，１Ａ，１Ｂにおいて、プロセッサ１３３は、プロセッサ１３２による解析結果に基づき、車内９２０に取り残されているのが、人なのか、あるいは飼育動物なのかを判定してもよい。

たとえば、プロセッサ１３３は、車内に人および飼育動物の少なくとも一方が存在すると判定した場合において、プロセッサ１３２によって特定の音が人が発する音声（泣き声含む）であれば、人が車内９２０に取り残されていると判定してもよい。プロセッサ１３３は、プロセッサ１３２によって特定の音が人が発する音声でなければ、飼育動物が車内９２０に取り残されていると判定してもよい。

今回開示された実施の形態は例示であって、上記内容のみに制限されるものではない。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１，１Ａ，１Ｂ 存否判定システム、１１ 超音波送信機、１２，１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ，１２Ｄ，２１，２２ マイクロフォン、１３，１３Ａ，１３Ｂ プリント回路板、１１０ フィルタ、１２１，１２２ コンバータ、１３１，１３２，１３３，１３４ プロセッサ、１４３ メモリ、１５０，１５１，１５２ ＡＭＰ、３１０ 超音波送信部、３２０ 受信部、３２１，３２１Ａ，３２１Ｂ，３２１Ｃ，３２１Ｄ 超音波受信部、３２２，３２２Ａ，３２２Ｂ，３２２Ｃ，３２２Ｄ 音波受信部、３３０，３３０Ａ 判定部、３３１，３３２ 検出部、３３３，３３３Ａ 検出結果処理部、３３４ 位置特定部、３４０ 送信機制御部、８００ 子供、９００ 車、９１０ 座席、９１１ 運転席、９１２ 後部座席、９２０ 車内。

Claims (14)

1. 車内に設置された超音波送信機から送信された超音波を、前記車内にて受信する第１の受信手段と、
   前記車内にて可聴周波数帯の音波を受信する第２の受信手段と、
   前記第１の受信手段にて受信された前記超音波と、前記第２の受信手段にて受信された前記可聴周波数帯の音波とに基づき、前記車内に人および飼育動物の少なくとも一方が存在するか否かを判定する判定手段とを備える、存否判定システム。
2. 前記判定手段は、
   前記第１の受信手段にて受信された前記超音波に基づき、前記車内における動きを検出する第１の検出手段と、
   前記第２の受信手段にて受信された前記可聴周波数帯の音波に基づき、特定の音の発生を検出する第２の検出手段とを含み、
   前記第１の検出手段による検出の結果と、前記第２の検出手段による検出の結果とに基づき、前記車内に前記人および前記飼育動物の少なくとも一方が存在するか否かを判定する、請求項１に記載の存否判定システム。
3. 前記判定手段は、前記第１の検出手段によって前記車内における動きが検出された場合、および／または、前記第２の検出手段によって前記特定の音の発生が検出された場合、前記車内に前記人および前記飼育動物の少なくとも一方が存在すると判定する、請求項２に記載の存否判定システム。
4. 前記第１の受信手段および前記第２の受信手段として機能する単一のマイクロフォンを備える、請求項１から３のいずれか１項に記載の存否判定システム。
5. 前記存否判定システムは、前記第１の受信手段を複数備え、各前記第１の受信手段は、前記車内の異なる位置に設置され、
   前記存否判定システムは、各前記第１の受信手段からの出力に基づき、前記車内における前記人および前記飼育動物の少なくとも一方の位置を特定する第１の特定手段をさらに備える、請求項１から４のいずれか１項に記載の存否判定システム。
6. 前記存否判定システムは、前記第２の受信手段を複数備え、各前記第２の受信手段は、前記車内の異なる位置に設置され、
   前記存否判定システムは、各前記第２の受信手段からの出力に基づき、前記車内における前記人および前記飼育動物の少なくとも一方の位置を特定する第２の特定手段をさらに備える、請求項１から５のいずれか１項に記載の存否判定システム。
7. 前記第１の特定手段は、各前記第１の受信手段による前記超音波の受信タイミングに基づき、前記位置を特定する、請求項５に記載の存否判定システム。
8. 前記第２の特定手段は、各前記第２の受信手段によって受信された前記可聴周波数帯の音波の強度の差に基づき、前記位置を特定する、請求項６に記載の存否判定システム。
9. 前記第１の受信手段と前記第２の受信手段とは、前記車内の座席の上方に設置されている、請求項１から８のいずれか１項に記載の存否判定システム。
10. 前記超音波送信機をさらに備える、請求項１から９のいずれか１項に記載の存否判定システム。
11. 前記超音波送信機は、前記車内の中央部に設置されている、請求項１０に記載の存否判定システム。
12. 前記超音波送信機は、サーモフォンである、請求項１０または１１に記載の存否判定システム。
13. 前記超音波送信機は、前記超音波送信機が設置された車のエンジンがオフとなったことを条件に、前記超音波の送信を開始する、請求項１から１２のいずれか１項に記載の存否判定システム。
14. 車内に設置された超音波送信機から超音波を送信するステップと、
    前記車内にて前記超音波を受信するステップと、
    前記車内にて可聴周波数帯の音波を受信するステップと、
    受信された前記超音波と、受信された前記可聴周波数帯の音波とに基づき、前記車内に人および飼育動物の少なくとも一方が存在するか否かを判定するステップとを備える、存否判定方法。

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