JP2770751B2 - 人体検出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、座席やベッド等の人を
支持する機器上における人の在・不在を検出する人体検
出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来この種の車内在席検出装置は、例え
ば図１５のような構成になっていた。すなわち、１は体
動検出手段、２は信号処理手段、４は判定手段であり、
信号処理手段２は体動検出手段１の出力信号を増幅する
増幅手段２−ａ、増幅手段２−ａの出力信号のある特定
の周波数成分をろ波するフィルター２−ｂ、フィルター
２−ｂの出力信号を平滑化する平滑化手段２−ｃからな
っている。ここで、体動検出手段１はフィルム状の圧電
素子である。

【０００３】ここで、人体が座席５に着座すると座席５
に配設された圧電素子からなる体動検出手段１が変形を
受け、圧電効果により電圧が発生する。この発生信号に
は、着座時には着座の衝撃により一時的に大きな信号が
現われるが、人体が安静にしていると人体の心拍や呼吸
による細かな体動信号が現われる。人体がいなければ出
力信号はゼロになる。座席に物が置かれた場合は、置か
れた瞬間には一時的に大きな信号が現われるが、物には
人体のような心拍や呼吸による細かな体動はないので出
力信号はゼロになる。このような体動検出手段１からの
出力信号は、増幅手段２−ａにより増幅され、フィルタ
ー２−ｂにより必要とする周波数成分にろ波され、さら
に平滑化手段２−ｃにより平滑化されて判定手段４によ
り人の在、不在を判定する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の技術の人体検出装置では、老若男女、健常者、傷病
者等のあらゆる人を対象にすると、人体の活動状況によ
り人体から出現する信号が小さい場合があり、このよう
な信号の小さい場合では機器の近傍を人が歩いたり、近
隣の道路での自動車の通行などによる環境振動と見分け
ることが困難であり、信号の大きさのみでは人体の存在
を明確に判定できないという課題があった。本発明の第
１の目的は、あらゆる人の存在を確実に判定できる人体
検出装置を提供することにある。

【０００５】本発明の第２の目的は、簡単な構成で人体
の存在を確実に判定できる人体検出装置を提供すること
にある。

【０００６】本発明の第３の目的は、人体の信号が加え
られたときに即座に人体の存在を判定できる人体検出装
置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記第１の目的を達成す
るために本発明の人体検出装置は、座席やベッド等の人
体を支持する機器の人体の支持部に配設された体動検出
手段と、前記体動検出手段の出力を処理する信号処理手
段と、前記信号処理手段の出力に応じて動作する時間計
測手段と、前記時間計測手段の出力により前記機器上で
の人体の存在を判定する判定手段を備え、前記時間計測
手段は現時点の一定時間前から現時点までの前記信号処
理手段の出力を記憶させる記憶手段を有する。

【０００８】

【０００９】また、上記第１の目的を達成するために本
発明の人体検出装置は、座席やベット等の人体を支持す
る機器の支持部に配設された体動検出手段と、前記体動
検出手段の出力を処理する信号処理手段と、前記信号処
理手段の出力に応じて動作する複数の時間計測手段と、
前記複数の時間計測手段の各出力により前記機器上での
人体の存在を判定する判定手段とを備え、前記複数の時
間計測手段はそれぞれ現時点から一定時間前までの時間
中における前記信号処理手段の出力が各時間計測手段に
予め決められたそれぞれの範囲内にあるときの時間を計
測し出力する。

【００１０】また、上記第１の目的を達成するために本
発明の人体検出装置は、座席やベット等の人体を支持す
る機器の支持部に配設された体動検出手段と、前記体動
検出手段の出力を処理する信号処理手段と、前記信号処
理手段の出力に応じて動作する複数の時間計測手段と、
前記複数の時間計測手段の各出力により前記機器上での
人体の存在を判定する判定手段とを備え、前記複数の時
間計測手段の内少なくとも１つは他の時間計測手段と異
なる時間中における前記信号処理手段の出力が時間計測
手段に予め決められた範囲内にあるときの時間を計測し
出力する。

【００１１】また、上記第２の目的を達成するために本
発明の人体検出装置は、座席やベッド等の人体を支持す
る機器の人体の支持部に配設された体動検出手段と、前
記体動検出手段の出力を処理する信号処理手段と、前記
信号処理手段の出力を複数の段階に分割し各段階に対応
した定数を出力する定数変換手段と、上限値と下限値を
持ちその範囲内で前記定数変換手段から出力された数値
を加算するカウンターと、前記カウンターの出力により
前記機器上での人体の存在を判定する判定手段からな
る。

【００１２】また、上記第３の目的を達成するために本
発明の人体検出装置は、座席やベッド等の人体を支持す
る機器の人体の支持部に配設された体動検出手段と、前
記体動検出手段の出力を処理する信号処理手段と、前記
信号処理手段の出力に応じて動作する時間計測手段と、
前記信号処理手段と時間計測手段の出力により前記機器
上での人体の存在を判定する判定手段を備え、前記判定
手段は、現時点での前記信号処理手段の出力が予め決め
られた範囲内にあるとき前記時間計測手段の出力に関わ
らず人体の存在の有無を判定する。

【００１３】

【００１４】また、上記第３の目的を達成するために本
発明の人体検出装置は、座席やベッド等の人体を支持す
る機器の支持部に配設された体動検出手段と、前記体動
検出手段の出力を処理する信号処理手段と、前記信号処
理手段の出力に応じて動作する複数個の時間計測手段
と、前記複数個の時間計測手段の各出力により前記機器
上での人体の存在を判定する判定手段とを備え、前記複
数の時間計測手段の内の少なくとも１つは現時点での前
記信号処理手段の出力が予め決められた範囲内にあると
きのみ動作し、前記判定手段はその時間計測手段の出力
が一定値以上の時その他の時間計測手段の出力にかかわ
らず人体の存在を判定する。

【００１５】また、上記第１の目的を達成するために本
発明の人体検出装置は、座席やベッド等の人体を支持す
る機器の人体の支持部に配設された体動検出手段と、前
記体動検出手段の出力の内人体の振動による信号成分を
抽出して出力する第１の信号処理手段と、前記体動検出
手段の出力の内人体以外の振動による信号成分を抽出し
て出力する第２の信号処理手段と、前記第１の信号処理
手段と第２の信号処理手段の出力により前記機器上の人
体の存在の可能性を判定し出力する第１の判定手段と、
前記第１の判定手段の出力に応じて動作する時間計測手
段と、前記第１の判定手段と時間計測手段の出力により
前記機器上での人体の存在を判定する第２の判定手段か
らなる。

【００１６】

【００１７】

【作用】本発明は上記構成によって以下のように作用す
る。人体が座席やベッド等の機器上に乗り人体の体重が
機器に加わると、機器に配設された体動検出手段に人体
の体動が加えられ、体動検出手段は生じた体動に応じた
信号を出力する。この出力信号は、人体の微小な体動に
よって変動しており、この変動成分が信号処理手段によ
り処理されて時間計測手段に出力される。時間計測手段
では、まず、信号処理手段の一定時間分の出力を記憶手
段に記憶させ、次に、記憶された信号処理手段の出力が
信号処理手段の出力が予め決められた範囲内にある場合
の時間を計測して判定手段に出力し、判定手段では時間
計測手段の出力により機器上の人体の有無を判定する。

【００１８】また、人体が座席やベッド等の機器上に乗
り人体の体重が機器に加わると、機器に配設された体動
検出手段に人体の体動が加えられ、体動検出手段は生じ
た体動に応じた信号を出力する。この出力信号は、人体
の微小な体動によって変動しており、この変動成分が信
号処理手段により処理されて複数の時間計測手段に出力
される。各時間計測手段は、現時点から一定時間前まで
の時間中における信号処理手段の出力がそれぞれの時間
計測手段に予め決められた範囲内にある場合の時間を計
測してそれぞれが判定手段に出力し、判定手段では時間
計測手段の出力により機器上の人体の有無を判定する。

【００１９】また、人体が座席やベッド等の機器上に乗
り人体の体重が機器に加わると、機器に配設された体動
検出手段に人体の体動が加えられ、体動検出手段は生じ
た体動に応じた信号を出力する。この出力信号は、人体
の微小な体動によって変動しており、この変動成分が信
号処理手段により処理されて複数の時間計測手段に出力
される。時間計測手段の少なくとも１つは、現時点から
一定時間前までの時間中における信号処理手段の出力が
各時間計測手段に予め決められた範囲内にある場合の時
間を計測してそれぞれが判定手段に出力し、また、前記
以外の時間計測手段の少なくとも１つは他の時間計測手
段と異なる時間中における信号処理手段の出力が各時間
計測手段に予め決められた範囲内にあるときの時間を計
測してそれぞれ判定手段に出力し、判定手段では複数の
時間計測手段の出力により機器上の人体の有無を判定す
る。

【００２０】また、人体が座席やベッド等の機器上に乗
り人体の体重が機器に加わると、機器に配設された体動
検出手段に人体の体動が加えられ、体動検出手段は生じ
た体動に応じた信号を出力する。この出力信号は、人体
の微小な体動によって変動しており、この変動成分が信
号処理手段により処理されて時間計測手段に出力され
る。時間計測手段では、まず、定数変換手段により信号
処理手段の出力を複数の段階に分割し各段階に対応した
定数を出力し、次に、カウンターで定数変換手段により
出力された定数を加算して判定手段に出力する。判定手
段では時間計測手段のカウンターの出力により機器上の
人体の有無を判定する。

【００２１】

【００２２】また、人体が座席やベッド等の機器上に乗
り人体の体重が機器に加わると、機器に配設された体動
検出手段に人体の体動が加えられ、体動検出手段は生じ
た体動に応じた信号を出力する。この出力信号は、人体
の微小な体動によって変動しており、この変動成分が信
号処理手段により処理されて時間計測手段に出力され
る。時間計測手段では、信号処理手段の出力が予め決め
られた範囲内にある場合の時間を計測して出力し、判定
手段では信号処理手段の出力が予め決められた範囲内に
ある場合は時間計測手段の出力によらず信号処理手段の
出力のみで機器上の人体の有無を判定する。

【００２３】また、人体が座席やベッド等の機器上に乗
り人体の体重が機器に加わると、機器に配設された体動
検出手段に人体の体動が加えられ、体動検出手段は生じ
た体動に応じた信号を出力する。この出力信号は、人体
の微小な体動によって変動しており、この変動成分が信
号処理手段により処理されて複数の時間計測手段に出力
される。複数の時間計測手段の内の１つでは、信号処理
手段の出力が予め決められた範囲内にある場合の時間を
計測して出力し、判定手段ではこの時間計測手段の出力
が予め決められた範囲内にある場合はその他の時間計測
手段の出力によらず信号処理手段の出力のみで機器上の
人体の有無を判定する。

【００２４】また、人体が座席やベッド等の機器上に乗
り人体の体重が機器に加わると、機器に配設された体動
検出手段に人体の体動が加えられ、体動検出手段は生じ
た体動に応じた信号を出力する。この出力信号は、人体
の微小な体動によって変動しているほか、周囲の環境の
振動による信号も含まれており、これらの変動成分の内
人体の振動による信号成分が第１の信号処理手段により
処理されて第１の判定手段に出力され、環境の振動によ
る信号成分が第２の信号処理手段により処理されて第１
の判定手段に出力される。第１の判定手段では、第１の
信号処理手段と第２の信号処理手段の出力により現時点
での機器上での人体の有無の可能性が判定されて存在ま
たは不在の可能性の大きさとして時間計測手段に出力さ
れ、時間計測手段では第１の判定手段の出力が予め決め
られた範囲内にある場合の時間を計測して出力し、第２
の判定手段では第１の判定手段の出力と時間計測手段の
出力により機器上の人体の有無を判定する。

【００２５】

【実施例】以下本発明の第１の実施例を図面に基づいて
説明する。図１は本実施例のブロック図である。ここで
は人体を支持する機器として座席に設置した場合を示
す。図１において、１は体動検出手段、２は信号処理手
段、３は時間計測手段、４は判定手段である。また、信
号処理手段２は増幅手段２−ａ、フィルター２−ｂ、及
び平滑化手段２−ｃから構成され、さらに、時間計測手
段３は記憶部３−ａと時間計測部から構成されている。
体動検出手段１は、本実施例では圧電素子を使用してお
り、人体の体動による振動を圧電素子の圧電効果により
電気信号に変換している。なお、本発明の人体検出装置
は、体動検出手段の方式を圧電素子に限定する物ではな
く、人の体動を電気信号に変換できる物であれば、圧力
センサー、抵抗式変位センサー、赤外線センサー等のい
かなる素子を用いてもよい。

【００２６】ここで、人体が座席５に着座すると座席５
に配設された体動検出手段1が変形を受け、圧電効果に
より電圧が発生する。この発生信号には、着座時には着
座の衝撃により一時的に大きな信号が現われるが、人体
が安静にしていると人体の心拍や呼吸による細かな体動
信号が現われる。人体がいなければ出力信号はゼロにな
る。座席６に物が置かれた場合は、置かれた瞬間には一
時的に大きな信号が現われるが、物には人体のような心
拍や呼吸による細かな体動はないので出力信号はゼロに
なる。このような体動検出手段1からの出力信号は、信
号処理手段２において、増幅手段２−ａにより増幅さ
れ、フィルター２−ｂにより必要とする周波数成分にろ
波され、平滑化手段２−ｃにより平滑化されて時間計測
手段３に出力される。時間計測手段３では信号処理手段
２の一定時間分の出力を記憶部３−ａに記憶させ、時間
計測部３−ｃでは記憶された信号処理手段２の出力の中
から予め決められた範囲内にある場合の時間が計測され
て判定手段４に出力され、判定手段４により人の在、不
在を判定する。

【００２７】上記第１の実施例の構成による作用を以下
に説明する。図２に座席５に人が安静に座っている場合
の信号処理手段の出力の１例を示す。ここで、図２
（ａ）は健常者の場合、（ｂ）は傷病者の場合、（ｃ）
は人体のない場合を示し、図中Ｔｍは信号処理手段手段
を出力時間計測手段の記憶部に記憶させる時間、Ｖｊは
時間計測をするか否かを決定する信号処理手段の出力に
対する判定値、また、△Ｔｊは人体の存在を判定する時
間間隔である。（ａ）に示すように健常者の場合では、
安静時でもＶｊに対して充分大きい出力が得られるが、
（ｂ）に示すように傷病者の場合は心臓の吐出圧が下が
っている等の理由により血圧が下がっているため体動が
小さく、体動検出手段の出力も小さくなり、従って、信
号処理手段の出力は小さくなる。そのため、一時的では
あるがＶｊ以下となる出力が現れることがある。このよ
うに信号が小さくなる場合ではこのＶｊの値をさらに小
さくすれば確実に人体の存在を判定できるようになる
が、Ｖｊをあまり小さくすると、人体のない場合でも人
が座席の近傍を歩いたり、近隣の自動車の通行による微
弱な環境振動によっても人体があると誤判定してしまう
恐れがあり、信号処理手段２の出力のみでの判定には限
界がある。しかし、本実施例では人体の有無を判定する
判定時において、その時点の一定時間前からその時点ま
での時間Ｔｍの間に、判定値Ｖｊ以下になったときの時
間ｔｄを用いて人の存在を判定している。（ｂ）では、
Ｔｍ時間中信号処理手段の出力がＶｊ以下になる時間
は、Ｖｊ以上となる時間はｔ１なのでＴｍ−ｔ１とな
る。一方、（ｃ）では、図に示すように自動車の通行の
振動により一時的にＶｊを越える信号が現れ、ここでは
その時間は時間Ｔｍ中ｔ２となっている。しかし、人体
のない場合では一般にレベルは低いのでＶｊを越える時
間も短く、多くの場合、ｔ１＞＞ｔ２となる。したがっ
て、ｔ１＞ｔｊ＞ｔ２となる適当なｔｊを設定すること
によって、判定が微妙になる場合でも確実に人体の存在
を判定することが出来る。

【００２８】また、本実施例では時間計測手段３に記憶
部３−ａを設けている。必要となるＴｍに対し判定間隔
Ｔｊを長くすればその間に時間計測が出来るので必ずし
も記憶部は必要はないが、環境振動の大きい場合などで
はＴｍを長く取る必要のある場合があり、このような場
合ではＴｊが長くなるのを防ぐために記憶部を設けるこ
とが有効である。なお、本実施例ではＴｊはＴｍの１／
２としている。

【００２９】以上のように本実施例の人体検出装置で
は、体動検出手段の出力を信号処理手段で処理し、さら
に信号処理手段の出力に応じて動作する時間計測手段の
出力を用いて機器上の人の存在の有無を判定するので、
人の信号が小さい場合でも確実に人の存在の有無を判定
できる。

【００３０】さらに、時間計測手段に記憶部を設けてい
るので時間計測手段の計測時間によらず判定間隔を短く
することが出来る。

【００３１】次に、本発明の第２の実施例を説明する。
本実施例の人体検出装置のブロック図を図３に示す。本
実施例が本発明の第１の実施例と異なる点は、時間計測
手段が複数あり、それぞれが信号処理手段の出力に応じ
て独立に動作する点と、人体を検出する機器が座席では
なくベッドとしている点にある。

【００３２】第１の実施例の人体検出手段では、時間計
測手段は１つなので信号処理手段の出力に対しいわば在
か不在かの判定をし、次に各時間の長さによってより細
かな判定をしていたといえる。しかし、時間計測の前の
判定の段階で誤判定をすれば、時間計測を行っても誤判
定が多くなってしまうという欠点があった。そこで、本
実施例の人体検出手段では時間計測手段が複数あり、そ
れぞれが信号処理手段の出力に応じて独立に動作させて
いる。

【００３３】なお、本実施例では時間計測手段が５つあ
る場合を示し、そのうち４つは時間計測を行う信号処理
手段の出力の条件が異なっているが、判定の時点から同
一の一定時間前から判定時点までの間で時間計測を行な
う物であり、残りの１つは、他の４つとは異なる時間中
における予め決められた信号処理手段の出力範囲の場合
の時間を計測している。

【００３４】上記第２の実施例の作用を示す。まず、図
４に信号処理手段の出力の１例を示す。図中（ａ）は健
常者、（ｂ）は非健常者の場合である。図のように非健
常者の場合でも、小さい信号のみでなく多少大きな信号
も定期的に発生していることがわかる。これは、心臓の
左右心房内の血液を血管へ送り出すときの振動がその他
の状態よりも大きく現れる事によるものや、呼吸時の横
隔膜の振動による物が考えられるが、いずれにしても、
生体の反応により定期的に出現する物である。従って、
信号処理手段の出力を１つの判定基準でなく複数の判定
基準を用いて複数に分割し、各出力の出現時間をの大き
さにより人体の存在の有無を判定することによりより精
度の良い人体検出を行うことが出来る。図４では信号処
理手段の出力を４つに分割し、それぞれの範囲に対応し
た時間計測手段を動作させている。すなわち、 Ｖ＜Ｖ_j1 のとき 時間計測手段１を動作 Ｖ_j1＜Ｖ＜Ｖ_j2 のとき 時間計測手段２を動作 Ｖ_j2＜Ｖ＜Ｖ_j3 のとき 時間計測手段３を動作 Ｖ_j3＜Ｖ のとき 時間計測手段４を動作 また、各時間計測手段の出力はｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４
であり、これらは判定手段へ出力される。判定手段では
これらの４つの出力を用い以下に示す演算を行って人体
の存在の有無を判定している。すなわち、ＴＶｃ＞ＴＶ
ｊ のとき人体が存在する。

【００３５】但し ＴＶｃ＝ａ×ｔ１＋ｂ×ｔ２＋ｃ×
ｔ３＋ｄ×ｔ４ ここで、ａ、ｂ、ｃ、ｄは定数であり、本実施例では、 ａ＝−３ ｂ＝−１ ｃ＝１ ｄ＝３ としている。また、ＴＶｊは、 ＴＶｊ＝０ としている。

【００３６】図４では（ａ）に健常者が座席に座ってい
る状態、（ｂ）に傷病者の場合、（ｃ）に人の座ってい
ない場合を示している。図よりＴＶｃの値は、 （ａ）の場合 ＴＶｃ（ａ）＝３×ｔ４＋ｔ３ （ｂ）の場合 ＴＶｃ（ｂ）＝３×ｔ４＋ｔ３−ｔ２ （ｃ）の場合 ＴＶｃ（ｃ）＝ｔ３−ｔ２−３×ｔ１ 上式では、ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４はいずれも正値を取
るので、人がいる場合では、ＴＶｃ（ａ）では特にｔ４
の掛け定数ｄ＝３の効果によりＴＶｃ（ａ）＞＞０とな
り、ＴＶｃ（ｂ）でもＶｊ３を越える出力がありさらに
ｔ３＞ｔ２からＴＶｃ（ｂ）＞＞０となっている。一
方、人のいない（ｃ）の場合では、図のように環境振動
により大きな信号が一定時間連続して発生してｔ３＞ｔ
２となるような場合があっても、環境振動のレベルは人
の着座時の信号よりもかなり小さいのでＶｊ３を越える
ことはなく、通常の振動のない場合ではほとんどＶｊ１
以下の小さなレベルにあるためｔ１＞０となり、

【００３７】

【数１】

【００３８】の条件までは、人体があると誤判定するこ
とがなく、したがって、定数さえ適切であれば、環境振
動に影響されない更なる確実な人体の検出が可能にな
る。

【００３９】また、本実施例の人体検出装置は、さらに
もう１つの時間計測手段を備えており、その他の時間計
測手段と異なる時間中に信号処理手段の出力が予め決め
られた範囲内にある場合の時間を計測している。これ
は、他の時間計測手段が短期間の信号の動向から人体の
存在を判定するのに用いられるのに対し、比較的長時間
の信号の動向を見ることにより人体の存在が微妙な場合
の判定を確実に行うのに用いられている。

【００４０】図５にこの時間計測手段を用いて判定した
信号処理手段の出力を示す。（ａ）は人体が存在する場
合、（ｂ）は人体の存在しない場合を示す。ここでは、
現時点からＴｍ２前の時点から現時点からＴｍ１前まで
の時間中における信号処理手段の出力ＶｏがＶｊ４以上
になる場合の時間を計測して出力している。ここで、Ｖ
ｊ４は、Ｖｊ２より少し小さいがＶｊ１より大きい値に
設定されている。（ａ）の場合、人体の呼吸や心臓の鼓
動による微体動にはゆらぎがあり、傷病者等の体内の活
動力の弱まっている人の場合では、短期間的には信号処
理手段から得られる出力がかなり小さくなることがあ
る。その場合、短期間的な判定ではゆらぎによる短期的
な出力の減少時に人が存在しないと誤判定してしまう。
しかし、比較的長時間の信号の動向を見ることによりこ
のような誤動作を防止することが出来る。（ａ）ではＴ
ｍ１の時間中では信号処理手段の出力はＶｊ２以下にな
り短期的な判定のみでは人が存在しないと誤判定してし
まうが、Ｔｍ２時間中で見るとほとんどＶｊ４以上の出
力なっており、Ｖｊ４以上となる時間ｔ５を判定値Ｔｊ
５と比較する事によって人体があると判定することが出
来る。

【００４１】なお、これらの定数および閾値は上記の値
に限定される物ではなく、座席のおかれた環境により最
適な値は変化するので、使用状況に合わせて最適な設定
にする操作が必要となる。

【００４２】以上のように本発明の人体検出装置は、時
間計測手段が複数有り、それぞれが信号処理手段の出力
に応じて独立に動作するので、環境振動に影響されない
更なる確実な人体の検出が可能になる。

【００４３】さらに、本発明は、複数の時間計測手段の
内の１つの時間計測手段が、その他の時間計測手段と異
なる時間中に信号処理手段の出力が予め決められた範囲
内にある場合の時間を計測しているので、人体の存在が
微妙な場合の判定をさらに確実に行うことができる。

【００４４】次に、本発明の第３の実施例を説明する。
本実施例の人体検出装置を図６に示す。本実施例が本発
明の第２の実施例と異なる点は、複数の時間計測手段の
代わりに、定数変換手段３−ａとカウンター３−ｂがあ
り、定数変換手段３−ａは信号処理手段２の出力を複数
の段階に分割し各段階に対応した定数をカウンター３−
ｂに出力し、カウンター３−ｂは上限値と下限値を持ち
その範囲内で定数変換手段３−ａから出力された数値を
加算して、判定手段４に出力している。

【００４５】本発明の第２の実施例の人体検出手段で
は、複数の時間計測手段を設けることにより精度の高い
判定を実現できたが、複数の時間計測手段が必要になる
ためにシステムが複雑になり、記憶手段や演算スピード
が要求される欠点があった。そこで、本実施例の人体検
出装置では、複数の時間計測手段の代わりに、定数変換
手段３−ａとカウンター３−ｂがあり、定数変換手段３
−ａは信号処理手段２の出力を複数の段階に分割し各段
階に対応した定数をカウンター３−ｂに出力し、カウン
ター３−ｂは上限値と下限値を持ちその範囲内で定数変
換手段３−ａから出力された数値を加算して、判定手段
４に出力している。

【００４６】上記第３の実施例の作用を示す。定数変換
手段３−ａでは、信号処理手段２の出力を一定時間間隔
△ｔでサンプリングし、これを、第２の実施例と同様
に、値に応じて４つに分割しそれぞれに４つの定数を振
り分けてカウンター３−ｂに出力している。すなわち、 Ｖ＜Ｖ_j1 のとき ｅ＝−３ Ｖ_j1＜Ｖ＜Ｖ_j2 のとき ｅ＝−１ Ｖ_j2＜Ｖ＜Ｖ_j3 のとき ｅ＝ １ Ｖ_j3＜Ｖ のとき ｅ＝ ３ である。

【００４７】一方、カウンター３−ｂではこの定数値を
△ｔ毎に受け取り次々に加算していく。図７〜１０に各
状態でのカウンター３−ｂの値を示す。図７のように人
体が存在する場合ではカウンター値Ｃはｅ＞０なので正
値が加算されて大きくなり、逆に図８のように人体が存
在しない場合はｅ＜０なのでＣは負の値が加算されて小
さくなる。ここで、カウンターは上限値と下限値を持っ
ているので、多くの場合、人体が存在する場合は上限
値、人体が存在しない場合は下限値に一定となる。但
し、図９に示すように非健常者等の体動の小さい人体の
場合では、人体が存在しても上限値に一定とならない場
合があり、また、図１０に示すように環境振動の大きい
場合では、人体存在しなくても下限値に一定とならない
場合があるが、この場合Ｃを閾値Ｃｔｅ、Ｃｔｎを用い
て人体の有無を判定している。すなわち、 Ｃ＞Ｃｔｅ のとき人体は存在する Ｃ≦Ｃｔｎ のとき人体は存在しない また、図７では椅子に人体が座り不在から存在になった
場合も示しているが、このような場合には、カウンター
３−ｂの値は下限値から徐々に加算されて大きくなり、
Ｃ＞Ｃｔｅとなった時点で判定が不在から存在に変化す
るので、ノイズや環境振動の影響一時的に信号処理手段
の出力が大きくなっても、その状態がしばらく連続して
続く場合以外は判定も変化しないため、確実性の高い判
定をすることができる。これは、図８に示す存在から不
在となる場合も同様である。

【００４８】したがって、本実施例の人体検出手段は本
発明の第２の実施例で述べたような精度の高い判定が実
現できているといえる。

【００４９】なお、本実施例では、ＣｔｅとＣｔｎは、
状態の変化を確実につかんで判定を行うために、 Ｃｔｅ＞Ｃｔｎ としている。

【００５０】また、これらの定数および閾値は上記の値
に限定される物ではなく、座席のおかれた環境により最
適な値は変化するので、使用状況に合わせて最適な設定
にする操作が必要となる。

【００５１】以上のように、本実施例の人体検出装置
は、複数の時間計測手段を用いる代わりに、定数変換手
段と１つのカウンターを用いているので、簡単な構成で
精度の高い人体検出ができる。

【００５２】次に、本発明の第４の実施例を説明する。
図１１に本実施例の人体検出装置のブロック図を示す。
本実施例が本発明の第１の実施例と異なる点は、判定手
段４は、時間計測手段３の出力のほかに、信号処理手段
２の出力も用いて人体検出を行う点にある。

【００５３】本発明の第１の実施例の人体検出手段で
は、時間計測手段３の出力を用いて人体検出を行うた
め、判定が変化する場合では一定時間経過後に変化する
が、この判定変化にかかる時間は、判定を行う定数に依
存しており、微妙な判定を行う必要のある場合ではそれ
だけ長い時間の信号処理手段２の出力を調べて判定する
ため、判定の変化が遅くなる欠点があった。そこで、本
実施例の人体検出装置の判定手段４は、時間計測手段３
の出力のほかに、信号処理手段２の出力も用いて人体検
出を行っている。

【００５４】上記第４の実施例の作用を示す。図１２に
人体が座席５に着座したときの時間計測手段３の出力と
信号処理手段２の出力を示す。図では、Ａの時点で人体
が座席５に着座している。（ｂ）は時間計測手段３の出
力を示すが、これを見ると、人が着座した後の出力は着
座した時点からの経過時間を示す出力をするため経過と
共に徐々に増加し、着座後Ｔｊを経過した時点Ｂで出力
は閾値Ｔｊを越え初めて在席と判定される。人体検出閾
値Ｔｊは、体動の小さい非健常者を検出するために数秒
の時間に設定されるが、確実性を増すためにはこれをさ
らに長くする必要があり、時間計測手段３のみを用いた
判定では、判定の確実性を増加させるほど人体の着座後
不在から在席に判定が変化するまでの時間が長くなって
しまう。これに対し、（ａ）の信号処理手段２の出力を
見ると、人が着座すると、座席５に配設された体動検出
手段１に大きな体動が加えられるため信号処理手段２の
出力も急激に増加するため、信号処理手段２の出力を直
接用いることにより人体が着座後判定が在席になるまで
の時間を短縮することができる。本実施例の人体検出装
置では着座判定閾値Ｖｓを用い、信号処理手段２の出力
がＶｓを越えた時点Ｃで時間計測手段３の出力に関わら
ず在席と判定している。

【００５５】なお、ノイズ等の影響により非常に短い時
間のみＶｓを越えてしまうような出力が出る場合を想定
すると、信号処理手段２の出力とが一定値以上になる場
合にのみ動作する第２の時間計測手段を設け、この出力
を用いて着座を判定しても良い。すなわち、信号処理手
段２の出力がＶｓを越え、かつ、第２の時間計測手段の
出力がＴｊよりも充分小さい一定値Ｔｄ’を越えた時点
で在席と判定すれば、Ｔｄ’以上在席状態にあることが
人体判定の条件になり、一定時間高い出力が連続する必
要があるため、ノイズの影響を減じることができる。こ
の場合のブロック図を図１３に示す。この第２の時間計
測手段を用いる手法は、本発明の第２の実施例で述べた
複数の時間計測手段とは、この時間計測手段の出力があ
る一定値を越えたときには他の時間計測手段に関わらず
在席と判定しているという点で異なり、互いに独立に存
在してよい。

【００５６】以上のように本実施例の人体検出装置で
は、時間計測手段の出力のほかに信号処理手段の出力も
用いて機器上の人体の有無を判定するので、人体が着座
した時に即座に判定を不在から在席に変えることができ
る。

【００５７】さらに、信号処理手段が一定値以上になっ
たときのみ動作する第二の時間計測手段を設け、この時
間計測手段の出力により他の時間計測手段の出力に関わ
らず人の存在を判定するので、ノイズによる影響を軽減
できる。

【００５８】次に、本発明の第５の実施例を説明する。
図１４に本実施例の人体検出装置のブロック図を示す。
本実施例が本発明の第４の実施例と異なる点は、信号処
理手段に第１のフィルターと第２のフィルターの２つの
フィルタがありそれぞれが独立に出力し、２つのフィル
ターの出力に基づいて座席上の人体の存在の可能性を判
定する第１の判定手段を持ち、時間計測手段は第１の判
定手段の出力に基づいて動作し、第１の判定手段の出力
と時間計測手段の出力により座席上の人体の有無を判定
する第２の判定手段からなる点にある。

【００５９】本発明の上記の実施例の人体検出装置で
は、信号処理手段２の出力に基づいて時間計測手段３を
動作させていたが、座席５の使用環境が特殊で人体が存
在するときの信号処理手段２の出力の大きさと、人体の
存在しないときの信号処理手段２の出力の大きさが接近
している場合には人体の有無の判別は困難であった。そ
こで、本実施例の人体検出装置では、第１の判定手段７
により信号処理手段２の出力に基づいて座席５上の人体
の存在の可能性を判定し、この判定により時間計測手段
３を動作させている。

【００６０】上記第５の実施例の作用を示す。ここでは
特に振動の大きな環境下として鉄道高架下の居室に座席
５がおかれている場合を示す。鉄道の高架下では高架上
に列車が通過する時に大きな振動が発生し、この振動が
居室の構造体を経て座席５に伝えられ、体動検出手段１
から信号が発生する。列車の編成が長い場合ではその分
長時間の振動が加えられるため、体動検出手段１の出力
も長時間になり誤判定することも多くなる。本実施例で
はこのような誤動作をなくすために列車の通過による振
動と人体の存在による振動をその振動の周波数で分離す
ることにより、同じ大きさの信号が発生しても人体の有
無を判定できる。図１５に人体の体動による振動の周波
数分析結果と列車の通過による振動の周波数分析結果を
示す。人体の振動周波数は、（ａ）に示すように０．１
Hzから１Hz程度までの呼吸による信号と、０．５Hzから
５Hz程度までの心拍による振動が規則的に現れる。ま
た、人体は水分が多いため柔らかく、周波数の高い振動
は遮断されるためあまり伝達されないので、人体から体
動検出手段１に伝達される振動は１０Hz以下の成分が多
くなる。このほかに粗体動も出現するが、これは不規則
で比較的周波数の高い成分も現れるが、得られる出力は
呼吸や心拍による出力よりもかなり大きいので、粗体動
がある場合は環境振動による信号より充分大きく誤判定
することはほとんどないため、ここでは触れない。一
方、列車の通過の場合は、列車の振動が線路に伝達さ
れ、その振動が高架構造物を介して居室の床面に伝達さ
れて、座席５に伝達される。この場合、振動は高架構造
物や、床面の構造に変化するが、一般に構造物の硬度は
高いので、（ｂ）に示すように数十Hzの振動も安定して
伝達される。従って、人体の振動と列車の通過による振
動とはその周波数成分が異なっており、体動検出手段１
の出力の周波数成分も変化するので、周波数を分析する
ことにより両者の振動を見分けることがある程度可能
で、これにより座席５上での人の存在の可能性を判断で
きる。

【００６１】本実施例の人体検出装置では、人体振動を
検出する第１のフィルター２−ｄと、列車の通過による
振動を検出する第２のフィルター２−ｅを用いて体動検
出手段１の出力を処理し、第１の判定手段７により、こ
れらの２つの出力から座席５上の人体の存在する可能性
を判定し、さらに、この人体の存在する可能性の高さに
より時間計測手段３を動作させ、この時間計測手段３の
出力と、第１の判定手段７の出力により座席５上の人体
の存在を判定している。図１６に、２つのフィルターの
出力による人体の振動と列車の振動の分離を行った結果
を示す。図中、横軸は列車の通過による振動を検出する
第２のフィルター２−ｅの出力、縦軸は人体の振動を検
出する第１のフィルター２−ｄの出力を示し、２つのフ
ィルターの出力の大きさにより現在の状態が図上に示さ
れる。まず、人体が存在しかつ列車の通過のない場合で
は、人体の振動はあるが列車の通過による振動はないの
で図の左側のＡ部にプロットされる。人体が存在せずか
つ列車の振動のない場合は、２つの出力の両方とも信号
がないので原点に付近Ｂに集中する。人体が存在せず、
かつ列車の振動のある場合では、列車の通過による振動
のみが大きいので、図の右下側Ｃに分散する。最後に、
人体が存在し、かつ列車が通過している場合では、両出
力ともに信号が大きくなるので右上側Ｄに分散する。以
上の４つの領域は互いに重なり合うので２つの出力から
は単純に人の存在を判定できないが、２つのフィルター
の出力に対する人の在席の可能性は判定可能である。本
実施例では、第１の判定手段７は図１６の（ｂ）に示す
ように判定可能性を４つの段階に分け、２つのフィルタ
の出力に応じてこれらの可能性の段階を示す１から４ま
での数値を出力している。ここでは、数字が小さいほど
人の存在する可能性が低いことを示す。時間計測手段３
では、この第１の判定手段７の出力を受け、定数変換手
段３−ａにてそれぞれに定数を振り分けている。すなわ
ち、 存在可能性が１のとき ｅ＝−３ 存在可能性が２のとき ｅ＝−１ 存在可能性が３のとき ｅ＝ １ 存在可能性が４のとき ｅ＝ ３ である。これらの定数はカウンター３−ｂにて加算され
て第２の判定手段８に出力され、第２の判定手段８によ
り第３の実施例と同様にしてカウンター３−ｂの出力に
基づいて人体の存在の可能性が判定される。

【００６２】なお、以上で述べた定数および閾値は上記
の値に限定される物ではなく、座席のおかれた環境によ
り最適な値は変化するので、使用状況に合わせて最適な
設定にする操作が必要となる。

【００６３】以上のように本実施例の人体検出装置は、
信号処理手段の出力に基づいて座席上の人体の存在の可
能性を判定する第１の判定手段を持ち、この出力とこの
出力により動作する時間計測手段の出力により座席上の
人体の有無を判定するので、環境振動が特に大きく、信
号処理手段の出力だけでは機器上の人体の存在を判定す
るのが困難で、複雑な処理が必要な場合でも、機器上の
人体の存在を確実に判定できる。

【００６４】なお、本実施例の人体検出装置は、第１の
判定手段の判定方法として環境振動と人体の振動との判
別に２つのフィルターを用いているが、判定方法を規定
する物ではないので、信号処理手段の出力の大きさのみ
で判定するものでなければいかなる方法でも良い。例え
ば、さらに複雑な環境に対応するためにさらに多くのフ
ィルターを用いても良いし、フィルターによらず信号処
理手段の出力をＦＦＴ等で時間軸から周波数軸に変換
し、第１の判定手段により機器上の人体の存在の可能性
を判定しても良い。

【００６５】以上の実施例により本発明の人体検出装置
によれば、人体を支持する機器上での人体の有無の判定
が精度良く行える。また、さまざまな振動環境下に置か
れた機器についても、振動の影響による誤動作のない人
体検出装置を提供できる。これによって、劇場や自動車
内での空席の把握が精度良く行え、空調や、音場制御等
に利用できる。

【００６６】

【発明の効果】以上説明したように本発明の人体検出装
置によれば次の効果が得られる。

【００６７】（１）体動検出手段の出力を信号処理手段
で処理し、さらに信号処理手段の出力に応じて動作する
記憶部を持つ時間計測手段の出力を用いて機器上の人の
存在の有無を判定するので、人の信号が小さい場合でも
時間計測手段の計測時間によらず短い判定時間で確実に
人の存在を検出できる。

【００６８】（２）時間計測手段が複数有り、それぞれ
が信号処理手段の出力に応じて独立に動作するので、環
境振動に影響されない更なる確実な人体の検出ができ
る。

【００６９】（３）複数の時間計測手段の内の１つの時
間計測手段が、その他の時間計測手段と異なる時間中に
信号処理手段の出力が予め決められた範囲内にある場合
の時間を計測しているので、人体の存在が微妙な場合の
判定をさらに確実に行うことができる。

【００７０】（４）複数の時間計測手段を用いる代わり
に、定数変換部と１つのカウンターを用いているので、
簡単な構成で精度の高い人体検出ができる。

【００７１】（５）時間計測手段の出力のほかに信号処
理手段の出力も用いて機器上の人体の有無を判定するの
で、人体が着座した時に即座に判定を不在から在席に変
えることができる。

【００７２】（６）信号処理手段の出力が予め決められ
た値になったときに動作する時間計測手段の出力を用
い、この時間計測手段の出力が一定値以上の時他の時間
計測手段の出力によらず機器上に人体があると判定する
ので、人体が着座した時に即座に判定を不在から在席に
変えることができ、かつノイズの影響を減じることがで
きる。

【００７３】（７）人体の体動による信号成分を処理し
て出力する第１の信号処理手段と、環境の振動による信
号成分を処理して出力する第２の信号処理手段の出力に
基づいて座席上の人体の存在の可能性を判定する第１の
判定手段を持ち、この出力とこの出力により動作する時
間計測手段の出力により座席上の人体の有無を判定する
ので、環境振動が特に大きく、信号処理手段の出力だけ
では機器上の人体の存在を判定するのが困難な場合で
も、機器上の人体の存在を確実に判定できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例における人体検出装置の
ブロック図

【図２】（ａ）同装置の信号処理手段の健常者の場合の
出力図 （ｂ）同装置の信号処理手段の非健常者の場合の出力図 （ｃ）同装置の信号処理手段の人のいない場合の出力図

【図３】本発明の第２の実施例における人体検出装置の
ブロック図

【図４】（ａ）同装置の信号処理手段の健常者の場合の
出力図 （ｂ）同装置の信号処理手段の非健常者の場合の出力図 （ｃ）同装置の信号処理手段の人のいない場合の出力図

【図５】同装置の信号処理手段の非健常者の場合の出力
図

【図６】本発明の第３の実施例における人体検出装置の
ブロック図

【図７】（ａ）同装置の健常者が座った場合の信号処理
手段の出力図 （ｂ）同装置の健常者が座った場合のカウンタの出力図 （ｃ）同装置の健常者が座った場合の判定手段の出力図

【図８】（ａ）同装置の健常者が席を立った場合の信号
処理手段の出力図 （ｂ）同装置の健常者が席を立った場合のカウンタの出
力図 （ｃ）同装置の健常者が席を立った場合の判定手段の出
力図

【図９】（ａ）同装置の非健常者が座っている場合の信
号処理手段の出力図 （ｂ）同装置の非健常者が座っている場合のカウンタの
出力図 （ｃ）同装置の非健常者が座っている場合の判定手段の
出力図

【図１０】（ａ）同装置の人体のない場合の信号処理手
段の出力図 （ｂ）同装置の人体のない場合のカウンタの出力図 （ｃ）同装置の人体のない場合の判定手段の出力図

【図１１】本発明の第４の実施例における人体検出装置
のブロック図

【図１２】（ａ）同装置の人体が座った場合の信号処理
手段の出力図 （ｂ）同装置の人体が座った場合の時間計測手段の出力
図 （ｃ）同装置の人体が座った場合の時間計測手段のみを
用いた場合の判定手段の出力図 （ｄ）同装置の人体が座った場合の信号処理手段を用い
た場合の判定手段の出力図

【図１３】同装置の第２の時間計測手段を設けた場合の
人体検出装置のブロック図

【図１４】本発明の第５の実施例における人体検出装置
のブロック図

【図１５】（ａ）同装置の人体の存在する場合の体動検
出手段の出力の周波数分析図 （ｂ）同装置の列車が通過したときの人体のない場合の
体動検出手段の出力の周波数分析図

【図１６】（ａ）同装置の信号処理手段の出力の分布図 （ｂ）同装置の第１の判定手段の判定出力テーブル図

【図１７】従来例における人体検出装置のブロック図

【符号の説明】

１ 体動動検出手段 ２ 信号処理手段 ２−ａ 増幅手段 ２−ｂ フィルター ２−ｃ 平滑化手段 ２−ｄ 第１のフィルター ２−ｅ 第２のフィルター ２−ｆ 第１の平滑化手段 ２−ｇ 第２の平滑化手段 ３ 時間計測手段 ３−ａ 記憶部 ３−ｂ 時間計測部 ３−ｃ 定数発生手段 ３−ｄ カウンタ ４ 判定手段 ５ 座席 ６ ベッド ７ 第２の時間計測手段 ８ 第１の判定手段 ９ 第２の判定手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−15517（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−272746（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−222941（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) A61B 5/11 A47C 31/12 G01V 9/00 A47C 17/00

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】座席やベット等の人体を支持する機器の支
   持部に配設された体動検出手段と、前記体動検出手段の
   出力を処理する信号処理手段と、前記信号処理手段の出
   力に応じて動作する時間計測手段と、前記時間計測手段
   の出力により前記機器上での人体の存在を判定する判定
   手段とを備え、前記時間計測手段は現時点の一定時間前
   から現時点までの前記信号処理手段の出力を記憶させる
   記憶手段を有する人体検出装置。
2. 【請求項２】座席やベット等の人体を支持する機器の支
   持部に配設された体動検出手段と、前記体動検出手段の
   出力を処理する信号処理手段と、前記信号処理手段の出
   力に応じて動作する複数の時間計測手段と、前記複数の
   時間計測手段の各出力により前記機器上での人体の存在
   を判定する判定手段とを備え、前記複数の時間計測手段
   はそれぞれ現時点の一定時間前から現時点までの時間中
   における前記信号処理手段の出力が各時間計測手段に予
   め決められたそれぞれの範囲内にあるときの時間を計測
   し出力する人体検出装置。
3. 【請求項３】座席やベット等の人体を支持する機器の支
   持部に配設された体動検出手段と、前記体動検出手段の
   出力を処理する信号処理手段と、前記信号処理手段の出
   力に応じて動作する複数の時間計測手段と、前記複数の
   時間計測手段の各出力により前記機器上での人体の存在
   を判定する判定手段とを備え、前記複数の時間計測手段
   の内の少なくとも１つは他の時間計測手段と異なる時間
   中における前記信号処理手段の出力が時間計測手段に予
   め決められた範囲内にあるときの時間を計測し出力する
   人体検出装置。
4. 【請求項４】座席やベッド等の人体を支持する機器の人
   体の支持部に配設された体動検出手段と、前記体動検出
   手段の出力を処理する信号処理手段と、前記信号処理手
   段の出力を複数の段階に分割し各段階に対応した定数を
   出力する定数変換手段と、上限値と下限値を持ちその範
   囲内で前記定数変換手段から出力された数値を加算する
   カウンターと、前記カウンターの出力により前記機器上
   での人体の存在を判定する判定手段とからなる人体検出
   装置。
5. 【請求項５】座席やベッド等の人体を支持する機器の支
   持部に配設された体動検出手段と、前記体動検出手段の
   出力を処理する信号処理手段と、前記信号処理手段の出
   力に応じて動作する時間計測手段と、前記信号処理手段
   と時間計測手段の出力により前記機器上での人体の存在
   を判定する判定手段とを備え、前記判定手段は、現時点
   での前記信号処理手段の出力が予め決められた範囲内に
   あるとき前記時間計測手段の出力にかかわらず人体の存
   在を判定する人体検出装置。
6. 【請求項６】座席やベッド等の人体を支持する機器の支
   持部に配設された体動検出手段と、前記体動検出手段の
   出力を処理する信号処理手段と、前記信号処理手段の出
   力に応じて動作する複数の時間計測手段と、前記複数の
   時間計測手段の各出力により前記機器上での人体の存在
   を判定する判定手段とを備え、前記複数の時間計測手段
   の内の少なくとも１つは現時点での前記信号処理手段の
   出力が予め決められた範囲内にあるときのみ動作し、前
   記判定手段はその時間計測手段の出力が一定値以上の時
   その他の時間計測手段の出力にかかわらず人体の存在を
   判定する人体検出装置。
7. 【請求項７】座席やベッド等の人体を支持する機器の人
   体の支持部に配設された体動検出手段と、前記体動検出
   手段の出力の内人体の振動による信号成分を抽出して出
   力する第１の信号処理手段と、前記体動検出手段の出力
   の内人体以外の振動による信号成分を抽出して出力する
   第２の信号処理手段と、前記第１の信号処理手段と第２
   の信号処理手段の出力により前記機器上の人体の存在の
   可能性を判定し出力する第１の判定手段と、前記第１の
   判定手段の出力に応じて動作する時間計測手段と、前記
   第１の判定手段と時間計測手段の出力により前記機器上
   での人体の存在を判定する第２の判定手段とからなる人
   体検出装置。