JP5216169B2 - Biological detection system - Google Patents
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Description
本発明は、車両内に人が残っていないか確認する生体検出システムに関する。 The present invention relates to a living body detection system for confirming whether a person remains in a vehicle.
車両内の乗員がすべて降車したこと、あるいは車両内に人が残っていないかを確認して安全を確保しなければならない場合が多くある。 In many cases, it is necessary to ensure safety by confirming that all passengers in the vehicle have got off the vehicle or that there are no people remaining in the vehicle.
例えば、機械式駐車場においては駐車場内に収容する車両から乗員がすべて降車したことを確認することが安全確保の上で必要である。また、送迎バスなどからすべての乗客が降車したことを確認することは必須の要件である。特に乗客が幼児の場合には車両内に取り残されると重大な危険が伴う恐れがあり、車両内に乗客が残っていないか確認することをおろそかにはできない。さらに幼児などが車両のトランクに閉じ込められる事故も多く、大事に至らない前にトランク内に人が入っていないか知る必要がある。 For example, in a mechanical parking lot, it is necessary to ensure that all occupants have got off the vehicle accommodated in the parking lot in order to ensure safety. In addition, it is an essential requirement to confirm that all passengers have got off the shuttle bus. In particular, if the passenger is an infant, if left in the vehicle, there is a risk of serious danger, and it cannot be neglected to confirm that there are no passengers remaining in the vehicle. In addition, there are many accidents in which infants are trapped in the trunk of the vehicle, and it is necessary to know if there are people in the trunk before it becomes important.
一方、研究施設や工場施設などに侵入あるいは正規な手続無き退場を防ぐことは最先端の研究を必須とする企業には重要な課題であり、研究施設や工場施設に許可なき入場者がいないか、あるいは密かに敷地内から退場する者がいないか確認するためにも、ゲートを通過する車両内に不審者が潜んでいないか確認する必要がある。 On the other hand, preventing entry into a research facility or factory facility or leaving without proper procedures is an important issue for companies that require state-of-the-art research, and whether there are unauthorized visitors to the research facility or factory facility. Alternatively, it is necessary to confirm whether a suspicious person is lurking in the vehicle passing through the gate in order to confirm whether there is a person leaving the site secretly.
車両内の乗員がすべて降車したこと、もしくは車両内に人が残っていないことを確認するシステムとしていくつかの方法が提案されているが、それらの多くは車両内の座席などに荷重の変化を検出するセンサを設けるものである。それらの方式においては荷物などを座席においた場合と区別がつかないという問題がある。 Several methods have been proposed as a system for confirming that all occupants in a vehicle have exited or that there are no people remaining in the vehicle, but most of them have applied load changes to seats in the vehicle. A sensor for detection is provided. In these methods, there is a problem that it is indistinguishable from the case where luggage is placed in the seat.
下記特許文献1には、機械式駐車場における降車確認のために生体検出システムが採用された例が開示されている。該文献の生体検出システムでは、車両内に振動検出センサを設けておき、そのセンサが検出した振動の中に生体の呼吸に起因する信号を検出することにより、車両内の乗員が降車したことを確認している。さらに同公報には検出センサとして赤外線センサにより生体を検出する方法も開示されている。
該文献の生体検出方法では、人体の呼吸を振動として検出する振動検出センサあるいは人体の熱を検出する赤外線センサが検出対象となる車両内に設けられる構成のため、予め車両内にセンサを設ける必要があり、適用される車両が限定されるという問題がある。
上述のように、従来の車両内の生体検出方法では、車両内に予めセンサを設けておく必要があり、センサが設けられている特定の車両にのみ適用が可能であり、不特定の車両に適用できないという問題がある。 As described above, the conventional living body detection method in a vehicle requires that a sensor be provided in the vehicle in advance, and can be applied only to a specific vehicle provided with the sensor. There is a problem that it cannot be applied.
本発明は上記問題を鑑み、車両に特別なセンサなどを搭載する必要がなく、すべての車両に対して車両内に人が残っているか検出することが可能な生体検出システムを提供することを目的とする。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a living body detection system that can detect whether or not a person remains in a vehicle for all vehicles without the need to mount a special sensor or the like on the vehicle. And
上記目的を達成するために、請求項1に係る生体検出システムは、停車した車両の外部に設置された、該車両の車輪を載置可能に形成した検出ステージ、及び、該検出ステージの振動を検出する振動検出センサと、前記振動検出センサで得られた検出信号を伝送する伝送手段と、前記振動検出センサの検出信号中に生体信号の有無を検出する生体信号検出手段とを備えることを特徴とする。請求項2に係る生体検出システムは、停車した車両の外部に設置された、該車両の車体に接触させる接触パッド、及び、該接触パッドの振動を検出する振動検出センサと、前記振動検出センサで得られた検出信号を伝送する伝送手段と、前記振動検出センサの検出信号中に生体信号の有無を検出する生体信号検出手段とを備えることを特徴とする。なお、上記伝送手段は、有線でも無線でもどちらでも良い。
In order to achieve the above object, a living body detection system according to
請求項1,2に係る各発明によれば、停車した車両の外部に設けた検出ステージあるいは接触パッドと振動検出センサによって車両の振動を検出し、その検出信号中に生体信号成分が含まれていないか検出することにより、車両内に生体が存在するか検出することができる。検出手段は車両とは独立して設けられるので不特定の車両に対して適用することができる。 According to each of the first and second aspects of the present invention , the vibration of the vehicle is detected by the detection stage or the contact pad provided outside the stopped vehicle and the vibration detection sensor , and the biological signal component is included in the detection signal. By detecting whether or not there is a living body in the vehicle, it can be detected . Since the detection means is provided independently of the vehicle, it can be applied to an unspecified vehicle.
請求項1に係る発明によれば、振動検出手段を、車両の車輪を載置可能に形成した検出ステージと、該検出ステージの振動を検出する振動検出センサとから形成しているので、車両を移動して前記検出ステージに車輪を載置する状態で停車させるだけで、車両の振動を検出し、その検出信号から車両内に人間が残っているか容易に検出することができる。
According to the invention of
請求項2に係る発明によれば、振動検出手段を、車両の車体に接触させる接触パッドと、該接触パッドの振動を検出する振動検出センサとから形成しているので、接触パッドを車両に接触させることのみで車両に振動を検出し、その検出信号から車両内に人間が残っているか容易に検出することができる。
According to the invention of
請求項3に係る発明は、請求項1または2に記載の生体検出システムであって、前記生体信号検出手段は、心拍信号を検出することにより生体の有無を検出することを特徴としており、心拍信号あるいは心拍信号特有のパラーメータを検出することにより車両内生体が居るか否かを検出することができる。
The invention according to
請求項4に係る発明は、請求項1または2に記載の生体検出システムであって、前記生体信号検出手段は、呼吸信号を検出することにより生体の有無を検出することを特徴としており、呼吸信号あるいは呼吸信号特有のパラーメータを検出することにより車両内生体が居るか否かを検出することができる。
The invention according to
請求項5に係る発明は、請求項3または4に記載の生体検出システムであって、前記生体信号検出手段は、前記車体の外部に設置された振動検出センサからの信号に対してフーリエ変換演算を施して前記心拍信号または前記呼吸信号の基本波及び高調波を検出することにより生体の有無を検出することを特徴とする。
The invention according to
従来の生体検出システムは車両内に生体検出センサを設ける構成であるので、特定の車両にしか適用できず、不特定の車両には適用することができないという問題があった。 Since the conventional biological detection system has a configuration in which a biological detection sensor is provided in the vehicle, there is a problem that it can be applied only to a specific vehicle and cannot be applied to an unspecified vehicle.
本発明の生体検出システムは、不特定の車両に対してその車内に人が居るか否かを検出することを実現するものであり、簡単な構成の検出ステージあるいは検出パッドにより車両の振動を検出し、その検出信号から生体信号に特有の信号を検出することにより車両内に生体の存在を判定するものである。 The living body detection system of the present invention realizes detection of whether or not a person is present in an unspecified vehicle, and detects the vibration of the vehicle by a detection stage or detection pad having a simple configuration. The presence of the living body in the vehicle is determined by detecting a signal specific to the biological signal from the detection signal.
本発明の生体検出システムは、車両とは独立して検出ステージあるいは検出パッドを設けるので、いずれの車両でも生体検出を行うことができる。 Since the living body detection system of the present invention is provided with the detection stage or the detection pad independently of the vehicle, any vehicle can perform the living body detection.
図面を用いて、本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、本発明は本実施形態によって限定されるものではない。 Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The present invention is not limited to the present embodiment.
図1は本発明の第1の実施形態の生体検出システムの振動検出ステージと振動検出の流れを示す説明図であり、図2は検出ステージの詳細を示す。 FIG. 1 is an explanatory diagram showing a vibration detection stage and a flow of vibration detection of the living body detection system according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 2 shows details of the detection stage.
検出ステージ1は通路などの車両が停車し得る場所に設けられる。図1では道路に埋め込まれている状態で表示してあるが、車両が車輪を載せるのに支障がなければ道路上に載置する構成でもよい。機械式駐車場の場合には車両を載置するケージの床に設けられる。検出ステージ1には後述するように振動検出センサである圧電セラミックスセンサ6が設けられており、その検出信号は信号伝送手段8により監視装置9に送られる。
The
本実施形態では検出ステージ1に設けた無線送信手段8aと監視装置9に設けた無線受信手段8bとにより信号伝送手段8を形成する。一般的には検出ステージ1と監視装置9との間が離れていることが普通であることを考慮し、本実施形態では無線送受信手段を用いたがこれに限るものではなく、条件が許せば有線のケーブルを用いても差し支えない。
In this embodiment, the signal transmission means 8 is formed by the wireless transmission means 8 a provided in the
図2は検出ステージ1の詳細を断面図で示すものである。支持板2が支持スペーサ3によって支持されており、車両の車輪が支持板2上に乗った際に車両の重量を支持できるように構成されている。さらに支持板2には、センサ取付けスペーサ4を介して弾性を有するセンサ取付板5が固定されており、このセンサ取付板5に圧電セラミックスセンサ6が貼り付けられる。さらに圧電セラミックスセンサ6の下側にブロック7が圧電セラミックスセンサ6に接するように設けられる。支持板2、支持スペーサ3、センサ取付けスペーサ4、センサ取付板5、およびブロック7は、鋼製であるが、木材などを使用しても良い。
FIG. 2 shows details of the
圧電セラミックスセンサ6の出力は無線送信手段8aに接続されており、監視装置9に設けられている無線受信手段8bに送信される。
The output of the piezoelectric
監視装置9は、圧電セラミックスセンサ6の出力を増幅し整形する信号増幅整形手段10と、その信号に対してフーリエ変換処理を行うFFT演算手段11と、フーリエ変換された信号から生体信号を検出する生体信号検出手段12と、信号に生体信号が含まれることを検出した際に警報を発する警報装置13とからなる。
The
次に本実施形態の生体検出システムの動作について説明する。生体検出を行う車両の車輪を検出ステージ1上に載せて停車させた後にエンジンを停止し、運転者も含めてすべての乗員を降車させる。
Next, the operation of the living body detection system of this embodiment will be described. After the vehicle wheel for performing the living body detection is placed on the
車両を停車させている場合であっても様々な振動が車両に生じており、車両内に人間が残っている場合には人体の発する振動、例えば体動による振動、呼吸による振動あるいは心拍による振動が車両から検出される振動に含まれる。即ち検出ステージ1に載せられた車両の車輪を介して車両の振動がセンサ取付板5を介して圧電セラミックスセンサ6に伝わるので、車両中に人間が残っている場合には、圧電セラミックスセンサ6で検出される車両の振動信号には生体に特有の信号が含まれており、この信号を解析することにより生体信号が含まれていることを検出することが可能になる。
Even when the vehicle is stopped, various vibrations are generated in the vehicle, and when a human remains in the vehicle, vibrations generated by the human body, such as vibration due to body movement, vibration due to breathing, or vibration due to heartbeat Is included in the vibration detected from the vehicle. That is, since the vibration of the vehicle is transmitted to the piezoelectric
圧電セラミックスセンサ6で検出された車両の振動信号は、伝送手段8を介して信号増幅整形手段10に送られ、信号を後処理しやすいように増幅するとともに、ノイズをフィルター等の手段により信号を整形する。ここでは、生体信号として心拍信号を検出するものとし、10Hz以下の信号を通すフィルターを用いる。
The vehicle vibration signal detected by the piezoelectric
図3に圧電セラミックスセンサ6の出力信号であって信号増幅整形手段10を通した出力信号と、さらにその信号をFFT演算手段11によりフーリエ変換した結果の出力を並べて示す。図3(a)はFFT演算手段11によりフーリエ演算処理を行う前の振動信号と、同時に測定したパルスオキシメーターにより脈波の測定値の時間経過を示すグラフである。図3(b)は図3(a)の振動信号に対してFFT演算手段11によりフーリエ演算処理を行った結果を示している。また図3(c)は図3(a)のパルスオキシメーターによる脈波の測定値に対してFFT演算手段11によりフーリエ演算処理を行った結果を示している。
FIG. 3 shows the output signal of the piezoelectric
図3(c)から明らかなように人間の脈波には、基本波とその高調波が明瞭に現れることが分かる。そこで、検出ステージ1から得られた車両の振動信号をFFT演算手段11によりフーリエ演算処理を行った出力である図3(b)を見ると、図3(c)の高調波とほぼ同じ位置に高調波が見られる。即ち人間が車両にいる場合には心拍信号の高調波に相当する波形が顕著に見られることが分かる。
As is clear from FIG. 3C, it can be seen that the fundamental wave and its harmonics clearly appear in the human pulse wave. Therefore, when the vehicle vibration signal obtained from the
生体信号検出手段12においては、上記の原理を用いて心拍信号の基本波およびその高調波を検出することにより振動信号中に心拍信号すなわち生体信号が含まれるか否かを判定する。即ち、心拍信号の基本波およびその高調波が顕著である場合には、車両中に人間がいると判定することができる。 The biological signal detection means 12 determines whether or not a heartbeat signal, that is, a biological signal is included in the vibration signal by detecting the fundamental wave of the heartbeat signal and its harmonics using the above principle. That is, when the fundamental wave of the heartbeat signal and its harmonics are significant, it can be determined that there is a person in the vehicle.
上述の説明では車両の振動信号から生体信号を検出する方法として、心拍信号を検出する例で説明したがこれに限るものではなく、生体信号として呼吸信号を検出することにより生体信号を検出することも可能である。その場合には、呼吸信号の基本周波数0.3Hz近傍の基本波とその高調波を検出することにより生体検出が可能となる。 In the above description, the example of detecting a heartbeat signal is described as a method of detecting a biological signal from a vibration signal of a vehicle. However, the present invention is not limited to this, and a biological signal is detected by detecting a respiratory signal as a biological signal. Is also possible. In that case, the living body can be detected by detecting the fundamental wave and its harmonics in the vicinity of the fundamental frequency of 0.3 Hz of the respiratory signal.
生体信号検出手段12により生体信号があると判定された場合には、警報装置13が車両内に人間が残っていることを警告する。
If the biological signal detection means 12 determines that there is a biological signal, the
図4は本発明の第2の実施形態の生体検出システムの振動検出部と検出の流れを示す説明図である。車両の振動検出は車両の一部に接触させて車両の振動を検出する振動検出パッド21で行い、無線伝送手段8により監視装置9に伝送される。本実施例では無線伝送手段を用いているが、支障がなければ伝送手段はケーブルを用いてもよい。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a vibration detection unit and a detection flow of the living body detection system according to the second embodiment of the present invention. The vibration detection of the vehicle is performed by the
振動検出パッド21は、車両の車体に接触させて振動を検出するように構成されており、その内部に振動を検出する圧電セラミックスセンサが内蔵されている。圧電セラミックスセンサの出力は無線送信手段8aにより監視装置9に設けられている無線受信手段8bに伝送される。
The
監視装置9は、圧電セラミックスセンサの出力を増幅し整形する信号増幅整形手段10と、その信号に対してフーリエ変換処理を行うFFT演算手段11と、フーリエ変換された信号から生体信号を検出する生体信号検出手段12と、信号に生体信号が含まれることを検出した際に警報を発する警報装置13とからなる。監視装置9の構成は第1の実施形態と同じであり、システムの生体信号の検出方法も第1の実施形態と同様であるので、その説明は省略する。
The
上述の説明では心拍信号と呼吸信号をそれぞれ単独に生体信号を検出するための指標として用いたが、これに限るものではなく、これらの2つの信号を同時に検出するように構成してもよい。 In the above description, the heart rate signal and the respiration signal are each used as an index for detecting a biological signal independently. However, the present invention is not limited to this, and the two signals may be detected simultaneously.
また、上記実施形態では生体信号の有無を判定する手段として心拍信号あるいは呼吸信号の基本波と高調波を検出することにより生体信号の有無を検出する方法を用いたが、これに限るものではなく、他の判定方法を用いてもよい。 In the above embodiment, the method for detecting the presence or absence of the biological signal by detecting the fundamental wave and the harmonics of the heartbeat signal or the respiratory signal is used as means for determining the presence or absence of the biological signal, but the present invention is not limited to this. Other determination methods may be used.
従来の車両内の生体検出方法では、車両内に予めセンサを設けておく必要があり、センサが設けられている特定の車両にのみ適用が可能であり、不特定の車両に適用できないという問題があった。 In the conventional biometric detection method in a vehicle, it is necessary to provide a sensor in the vehicle in advance, which can be applied only to a specific vehicle provided with the sensor and cannot be applied to an unspecified vehicle. there were.
本発明の生体検出システムでは停車した車両の車体あるいは車輪に接触させて車両の振動を検出する振動検出手段を備えており、いかなる車両であっても車両の振動を検出し、前記振動検出手段の検出信号中に生体信号の有無を検出することができる。 The living body detection system of the present invention includes vibration detection means for detecting the vibration of the vehicle in contact with the vehicle body or wheels of the stopped vehicle. The vibration detection means detects any vehicle vibration, The presence or absence of a biological signal can be detected in the detection signal.
本発明を機械式駐車場に用いれば、車両から出てケージに足を乗せている場合であっても生体検出することが可能であり、より一層の安全性が得られることになる。また、送迎バスなどに乗客の残っている場合、特に幼児などの場合には、点呼や目視確認にミスがあっても、本発明の生体検出システムにより容易に検出することが可能であり、重大な危険を回避できる。さらに、幼児などの車両のトランク閉じ込め事故に対しても本発明の生体検出システムを適用することにより、重大な事態にならずに済ませることが可能である。 If the present invention is used in a mechanical parking lot, it is possible to detect a living body even when the user leaves the vehicle and puts a foot on the cage, and further safety can be obtained. In addition, when there are passengers on the shuttle bus, especially in the case of infants, even if there is a mistake in the call or visual confirmation, it can be easily detected by the living body detection system of the present invention. Can avoid the danger. Furthermore, it is possible to avoid a serious situation by applying the living body detection system of the present invention to a trunk confinement accident of a vehicle such as an infant.
一方、研究施設や工場などの敷地への不審者の入場あるいは退場は、従来の目視や人数確認などの方法では、トラックの荷台などに潜む場合には発見することが困難であったが、本発明の生体監視システムによれば容易に発見することが可能となる。このことから本発明の生体監視システムは国境の検問などにも使用できると考えられる。 On the other hand, the entrance or exit of suspicious persons to the premises such as research facilities and factories was difficult to detect by the conventional method such as visual inspection or confirmation of the number of people when lurking in the truck bed etc. According to the biological monitoring system of the invention, it can be easily found. From this, it is considered that the living body monitoring system of the present invention can be used for border inspection and the like.
以上説明したように、本発明の生体監視システムは生体検出能力に優れるとともに、不特定の車両に対して適用することが可能であるために、産業への寄与が大なるものである。 As described above, the living body monitoring system of the present invention is excellent in living body detection capability and can be applied to unspecified vehicles, and thus contributes greatly to the industry.
1 検出ステージ
2 支持板
3 支持スペーサ
4 センサ取付けスペーサ
5 センサ取付板
6 圧電セラミックスセンサ
7 ブロック
8 無線伝送手段
8a 無線送信手段
8b 無線受信手段
9 監視装置
10 信号増幅整形手段
11 FFT演算手段
12 生体信号検出手段
13 警報装置
21 振動検出パッド
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記振動検出センサで得られた検出信号を伝送する伝送手段と、
前記振動検出センサの検出信号中に生体信号の有無を検出する生体信号検出手段と
を備えることを特徴とする生体検出システム。 A detection stage installed outside the stopped vehicle so that the wheels of the vehicle can be placed thereon, and a vibration detection sensor for detecting vibration of the detection stage ;
Transmission means for transmitting a detection signal obtained by the vibration detection sensor ;
A biological signal detection system comprising: biological signal detection means for detecting presence or absence of a biological signal in a detection signal of the vibration detection sensor .
前記振動検出センサで得られた検出信号を伝送する伝送手段と、
前記振動検出センサの検出信号中に生体信号の有無を検出する生体信号検出手段と
を備えることを特徴とする生体検出システム。 A contact pad that is installed outside the parked vehicle and makes contact with the vehicle body of the vehicle ; and a vibration detection sensor that detects vibration of the contact pad ;
Transmission means for transmitting a detection signal obtained by the vibration detection sensor ;
A biological signal detection system comprising: biological signal detection means for detecting presence or absence of a biological signal in a detection signal of the vibration detection sensor .
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