JP6590214B2 - 乗員検出装置 - Google Patents

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Description

本発明は、車両の座席に乗員が着座しているか否かを検出する乗員検出装置に関する。
従来では、例えば下記の特許文献1において、簡単な原理、簡単な構成で容易に荷物と人間とを識別することを目的とする乗員検出装置に関する技術が開示されている。この乗員検出装置は、音波発生器と音波受信器を備える。定常波の発生領域内において、物体の動きに伴う音波受信器の出力の変化に基づいて、乗員の存在を検出する。
特開平9−295552号公報
しかし、特許文献1に記載の技術を適用すると、荷物と人間とを識別するには定常波の発生領域内で物体が前かがみをして曲げるように動く必要がある。よって、定常波の発生領域内で動かない物体や、前かがみ以外(例えば横に曲げる等)で動く物体は、定在する波の数が変化しない。そのため、荷物と人間との識別ができないという問題があった。
本開示はこのような点に鑑みてなしたものであり、動かない物体や、前かがみ以外で動く物体であっても、座席に乗員が着座しているか否かの検出(すなわち荷物と人間との識別)ができる乗員検出装置を提供することを目的とする。
の発明は、車両(10)の座席(11,12,13,14)に乗員(H1,H2)が着座しているか否かを検出する乗員検出装置(20)において、前記車両に設けられ、少なくとも前記乗員の頭部(H1a)を含む所定範囲(A1,A2)に向けて波動(WL)を発信させ、反射した前記波動を受信する波動センサ(W1,W2)と、前記波動センサによる前記波動の発信と受信に基づく時間(T)および距離(D)のうちで一方または双方が閾値以下であれば前記乗員が着座していると判断し、前記閾値を超えていれば前記乗員以外の物体が前記座席にあるか空席であると判断する判断部(22)と、を有し、前記座席は、前記車両の左右方向に複数設けられており、前記波動センサは、前記波動を発信させる複数の発信部(W1s,W2s)と、反射した前記波動を受信する一つの受信部(W1r,W2r)とを有し、複数の前記発信部は、それぞれ前記座席よりも上側に設けられ、一つの前記受信部は、複数の前記発信部よりも前側に設けられている。
この構成によれば、波動を乗員の頭部を含む所定範囲に向けて発生させてから検出されるまでの時間や距離(あるいは受信強度)に基づいて、乗員が座席に着座しているか否かを判断できる。そのため、乗員が動かなくても、荷物との識別ができる。この構成によれば、波動センサは、波動を発信させる複数の発信部と、反射した波動を受信する一つの受信部とを有している。複数の発信部は、それぞれ座席よりも上側に設けられ、一つの受信部は、複数の発信部よりも前側に設けられている。そのため、発信部と受信部を別個の部位に設けることができるので、配置の自由度が増す。
の発明は、車両(10)の座席(11,12,13,14)に乗員(H1,H2)が着座しているか否かを検出する乗員検出装置(20)において、前記車両に設けられ、少なくとも前記乗員の所定部位を含む所定範囲(A3,A4)内で波動(WL)を発信して走査させ、反射した前記波動を受信する波動走査センサ(W3,W4,W5A,W5B,W6A,W6B)と、前記波動走査センサによって走査させて受信した前記波動に基づいて、走査情報(P1a,P1b,P2)を作成する走査情報作成部(24)と、前記走査情報作成部によって作成された走査情報に基づいて、前記乗員が着座していると判断するか、または、前記乗員以外の物体が前記座席にあるか空席であると判断する判断部(22)と、を有し、前記座席は、前記車両の左右方向に複数設けられており、前記波動走査センサは、前記波動を発信させる複数の発信部(W3s,W4s,W5As,W5Bs,W6As,W6Bs)と、反射した前記波動を受信する一つの受信部(W3r,W4r,W5Ar,W5Br,W6Ar,W6Br)とを有し、複数の前記発信部は、それぞれ前記座席よりも上側に設けられ、一つの前記受信部は、複数の前記発信部よりも前側に設けられている。
この構成によれば、乗員の頭部を含む所定範囲に向けて発生させて検出される波動に基づいて走査情報が作成され、走査情報に乗員を示す情報が含まれるか否かで乗員が座席に着座しているか否かを判断できる。そのため、乗員が動かなくても、荷物との識別ができる。この構成によれば、波動走査センサは、波動を発信させる複数の発信部と、反射した波動を受信する一つの受信部とを有している。複数の発信部は、それぞれ座席よりも上側に設けられ、一つの受信部は、複数の発信部よりも前側に設けられている。そのため、発信部と受信部を別個の部位に設けることができるので、配置の自由度が増す。
なお「車両」は一人以上の乗員が乗れる自動車等であれば、動力や車輪数等の形態を問わない。「座席」は運転席,助手席,後部席などを含み、座席数や形状等を問わない。「乗員」は大人や子供を問わず人間であるが、座席に着座し得る人間以外の動物(例えば犬や猫など)を含めてもよい。「波動センサ」や「波動走査センサ」は、波動によって検出が行えるセンサであれば任意である。通常は、波動を物体に向けて発信する発信部と、物体で反射した反射波を受信する受信部とを含む。発信部は送信部に相当する。「波動センサ」は、例えば音波センサや光学センサなどが該当する。音波センサは、超音波センサでもよく、超音波以外の音波を用いる音波センサでもよい。電磁波センサに含まれる光学センサは、例えば可視光センサ,赤外線センサ,レーダーセンサなどを含む。赤外線センサには、発生源が不要な放射温度計を含めてよい。「波動走査センサ」は、例えば音波センサや光学センサなどを用いて走査可能に構成されたセンサである。「第1走査情報」は、波動走査センサによって発生させて検出した波動に基づいて作成される情報であれば任意である。「第2走査情報」は、波動走査センサによって走査させて検出した波動に基づいて作成される情報であれば任意である。「第1走査情報」や「第2走査情報」は、一以上の距離,時間,強度などを含む情報であればよく、例えばファイル,データベース,マップ,画像などが該当する。
車両の第1構成例を示す模式図である。 乗員検出装置の第1構成例を示す模式図である。 乗員の第1検出例を模式的に示す側面図である。 乗員の第1検出例を模式的に示す平面図である。 乗員検出処理の第1手続き例を示すフローチャート図である。 受信強度と距離または時間との関係を模式的に示すグラフ図である。 車両の第2構成例を示す模式図である。 乗員検出装置の第2構成例を示す模式図である。 乗員の第2検出例を模式的に示す側面図である。 乗員の第2検出例を模式的に示す平面図である。 乗員検出処理の第2手続き例を示すフローチャート図である。 乗員にかかる第2走査情報の一例を示す模式図である。 荷物にかかる第2走査情報の一例を示す模式図である。 車両の第3構成例を示す模式図である。 乗員にかかる第2走査情報の一例を示す模式図である。 波動センサの配置例を示す側面図である。 車両の第4構成例を示す模式図である。 車両の第5構成例を示す模式図である。
以下、本発明を実施するための形態について、図面に基づいて説明する。なお、特に明示しない限り、「接続する」という場合には電気的に接続することを意味する。各図は、本発明を説明するために必要な要素を図示し、実際の全要素を図示しているとは限らない。上下左右等の方向を言う場合には、図面の記載を基準とする。英数字の連続符号は記号「〜」を用いて略記する。例えば「座席11〜14」は「座席11,12,13,14」を意味する。符号の英文字は、大文字と小文字とで別の要素を意味する。例えば、第1走査情報P1a,P1bと第1走査情報P1A,P1Bとは別の要素である。センサが設けられる部位を示す屋根,ピラー,ダッシュボード,インストルメントパネル,センターコンソールなどは、いずれも車両の車室に面する部位である。
〔実施の形態1〕
実施の形態1は、波動センサを用いて乗員を検出する例であって、図1〜図6を参照しながら説明する。図1に示す車両10は、座席11〜14、波動センサW1,W2、乗員検出装置20などを有する。
波動センサW1,W2は、少なくとも乗員の頭部を含む所定範囲に向けて波動を発信させ、反射した波動を受信するセンサである。波動センサW1は、波動を発信する発信部W1sと、反射した波動を受信する受信部W1rとを有する。波動センサW2は、波動を発信する発信部W2sと、反射した波動を受信する受信部W2rとを有する。本形態の波動センサW1,W2には音波センサを適用し、波動には音波を適用する。所定範囲の具体例については後述する。
本形態の波動センサW1,W2は、車両10の左右方向(図1では上下方向)の中央部に設けられる。すなわち、波動センサW1は座席11と座席12の間に設けられる。波動センサW2は座席13と座席14の間に設けられる。
図2に示す乗員検出装置20は、例えばECUやコンピュータなどの制御装置を適用する。ECUは、電子制御装置を意味する「Electronic Control Unit」の頭文字からなる略称である。本形態の乗員検出装置20は、ECUを適用し、波動制御部21,判断部22,警告部23,記録部25などを有する。
波動制御部21は、後述する検出条件を満たすと、波動センサW1,W2による計測を行う。例えば、波動センサW1に発信信号Ss1を伝達して波動を発信させ、反射した波動を受信した波動センサW1から受信信号Rs1が伝達される。同様に、波動センサW2に発信信号Ss2を伝達して波動を発信させ、反射した波動を受信した波動センサW2から受信信号Rs2が伝達される。波動制御部21は、波動センサW1,W2が波動を発信してから受信するまでの時間,距離,強度等のうちで一以上を計測信号Asとして出力する。距離は、波動の周波数や、波動センサW1,W2が波動を発信してから受信するまでの時間に基づいて算出する。
判断部22は、波動制御部21から伝達される計測信号Asに基づいて乗員が座席に着座しているか否かを判断し、判断信号Bsを出力する。例えば、計測信号Asに含まれる時間,距離,強度等のうちで一以上に基づいて、閾値以下であれば乗員が着座していると判断し、閾値を超えていれば乗員以外の物体が座席11〜14にあるか空席であると判断する。閾値は、乗員か否かを識別できれば、任意の値を設定してよい。この閾値は、一または複数の値が記録部25に記録される。
警告部23は、判断部22から伝達される判断信号Bsを含めて、所要の警告を行う。例えば、判断信号Bsに乗員が着座していると判断した情報が含まれていることを条件として、例えば「シートベルトをして下さい」旨の警告を行う。さらに、二点鎖線で示すシートベルト信号Csにシートベルト未装着を示す情報が含まれていることを条件として、警告してもよい。警告は、座席11〜14について座席ごとに行ってもよい。
警告の具現化は任意に行ってよく、例えば表示装置による表示や、音響装置による音(音声を含む)などが該当する。表示装置は、例えば液晶表示装置,EL表示装置,LED,ランプなどが該当する。音響装置は、例えばスピーカ,ブザーなどが該当する。表示装置や音響装置は、インストルメントパネル,センターコンソール,カーナビゲーション等のように車両10に備えられる装置で代用してもよい。
波動センサW1,W2が発信する波動が及ぶ所定範囲を図3,図4に示す。ただし、波動センサW1,W2はいずれも車両10の左右方向の中央部に設けられているので、図3,図4では波動センサW1を代表して示す。波動センサW1は座席11,12にそれぞれ着座する乗員を検出するが、図3では座席11を代表して示す。図3,図4に示す乗員H1,H2は、大人の乗員の標準的な体型を模擬したものである。
図3に破線で示す所定範囲A1は、車両10の上下方向に波動WLが及ぶ範囲であり、角度θ1の範囲で広がる。所定範囲A1や角度θ1は、波動センサW1の性能や仕様等によって定まる。波動センサW1は、少なくとも乗員H1の頭部H1aが含まれるように所定範囲A1を設定する。さらに、胴体部H1bや脚部H1cが含まれるように所定範囲A1を設定するとよい。波動センサW1は、座席11よりも上側の車両10に設けられる。「座席11よりも上側」となる基準は任意に設定してよい。本形態ではヘッドレスト11aを基準とするが、バックレスト11bやシート11cを基準としてもよい。図3の例では車両10の屋根に設けているが、車両10のピラー(図示せず)に設けてもよい。
図4に破線で示す所定範囲A2は、車両10の左右方向(図4では上下方向)に波動WLが及ぶ範囲である。所定範囲A2は、波動センサW1の性能や仕様等によって定まる。波動センサW1は、少なくとも乗員H1の頭部H1aと乗員H2の頭部H2aとが含まれるように所定範囲A2を設定する。さらに、乗員H1の胴体部H1bや脚部H1cや、乗員H2の胴体部H2bや脚部H2cが含まれるように所定範囲A2を設定するとよい。
上述した乗員検出装置20で実行される乗員検出処理について、図5を参照しながら説明する。乗員検出処理は、乗員検出装置20が作動しているときに繰り返し実行される。図5において、ステップS11,S12は波動制御部21に相当し、ステップS13〜S15,S17は判断部22に相当し、ステップS16は警告部23に相当する。なお、乗員検出処理の終了には、他の処理を実行するためのリターンを含む。
波動センサW1,W2と座席11〜14との組み合わせに応じて、それぞれ乗員検出処理が実行される。以下では、説明を簡単にするために波動センサW1と座席11との組み合わせで乗員を検出する例について説明する。
まずステップS10では、検出条件を満たすか否かを判断する。検出条件は、座席に着座する乗員を検出する条件であれば任意に設定してよい。例えば、車両10の電源スイッチがオンになること、車両10に備えるドアの開閉スイッチがオンまたはオフになること、車両10の走行速度が0[Km/h]を超えることなどが該当する。いずれか一つの条件を設定してもよく、複数の条件を設定してもよい。「電源スイッチ」には、イグニッションスイッチを含む。もし、検出条件を満たせばYESになり、ステップS11に進む。これに対して、検出条件を満たさなければNOになり、乗員検出処理を終了する。
ステップS11では、波動センサW1から波動WLを発信する。ステップS12では、反射した波動WLを受信する。ステップS13では、ステップS11で波動WLを発信してから、ステップS12で波動WLを受信するまでに要した時間、および、波動センサW1から乗員H1までの距離のうちで一方または双方を求める。ステップS12における波動WLの受信には、受信強度を含めてよい。上述した時間,距離,受信強度などは、後述する結果値に相当し、記録部25に記録する。
ステップS14では、結果値と閾値との関係に応じて処理を分岐する。閾値は、結果値に対応して後述するように設定される。もし、結果値が閾値以上(すなわち結果値≧閾値)であればYESになり、ステップS15に進む。これに対して、結果値が閾値未満(すなわち結果値<閾値)であればNOになり、ステップS17に進む。
ステップS15では乗員H1が座席11に着座していると判断し、ステップS16では必要に応じて警告を行う。警告は、図2に二点鎖線で示すシートベルト信号Csにシートベルト未装着を示す情報が含まれている場合、すなわちシートベルトが未装着であるときに行ってもよい。その後、乗員検出処理を終了する。
これに対してステップS17では、乗員H1以外の物体が座席11にあるか、空席であると判断する。その後、乗員検出処理を終了する。
図6には、上述した図5のステップS14で行う判別例を示す。縦軸に示す受信強度αは、受信部W1r,W2rで受信した波動WLの強さである。特性線L1は、大人の乗員H1が座席11に着座している例を示し、距離d1のときに受信強度α4がピーク値となる。特性線L2は、子供やペットの乗員H1が座席11に着座している例を示し、距離d2のときに受信強度α3がピーク値となる。特性線L3は、荷物が座席11にある例を示し、距離d3のときに受信強度α2がピーク値となる。特性線L4は、座席11が空席の例を示し、距離d4のときに受信強度α1がピーク値となる。
括弧内には、図5のステップS13で求めたのが時間Tである場合を示す。この場合において、時間t1は距離d1に対応し、時間t2は距離d2に対応し、時間t3は距離d3に対応し、時間t4は距離d4に対応する。
図5のステップS14では、乗員H1が大人または子供であるか、物体が座席11にあるか空席であるかを識別できるように閾値を設定しておく。例えば距離Dでは、距離d2と距離d3との間に距離閾値Dthを設定すればよい。時間Tでは、時間t2と時間t3との間に時間閾値Tthを設定すればよい。受信強度αでは、受信強度α2と受信強度α3との間に強度閾値αthを設定すればよい。
図5,図6では、波動センサW1と座席11との組み合わせで乗員を検出する例について説明した。波動センサW1と座席12との組み合わせ、波動センサW2と座席13との組み合わせ、波動センサW2と座席14との組み合わせについても同様に乗員を検出することができる。波動センサW1と座席12との組み合わせでは、座席11を座席12に読み替えて適用する。波動センサW2と座席13との組み合わせでは、波動センサW1を波動センサW2に読み替えて適用し、座席11を座席13に読み替えて適用する。波動センサW2と座席14との組み合わせでは、波動センサW1を波動センサW2に読み替えて適用し、座席11を座席14に読み替えて適用する。これにより、座席11〜14の全てで乗員の検出が行える。
上述した実施の形態1によれば、以下に示す各作用効果を得ることができる。
(1)乗員検出装置20は、図1,図2に示すように、波動センサW1,W2や判断部22などを有する。波動センサW1,W2は、図3,図4に示すように、座席11〜14よりも上側の車両10に設けられ、少なくとも乗員H1,H2の頭部H1aを含む所定範囲A1,A2に向けて波動WLを発信させ、反射した波動WLを受信する。判断部22は、図6に示すように、波動センサW1,W2による波動WLの発信と受信に基づく時間T,距離D,受信強度αのうちで一以上が閾値(例えば距離閾値Dth,時間閾値Tth,強度閾値αth)以下であれば乗員H1,H2が着座していると判断し、閾値を超えていれば乗員H1,H2以外の物体が座席11〜14にあるか空席であると判断する。この構成によれば、波動WLを乗員H1,H2の頭部H1a,H2aを含む所定範囲A1,A2に向けて発信させてから受信されるまでの時間T,距離D,受信強度αに基づいて、乗員H1,H2が座席11〜14に着座しているか否かを判断できる。よって乗員H1,H2が動かなくても、荷物との識別ができる。すなわち、動かない物体や、前かがみ以外で動く物体であっても、乗員H1,H2か否かを検出できる。
(2)図1,図4に示すように、波動センサW1,W2は車両10の中央部に設けられる。波動センサW1は中央部よりも左右側に位置する座席11,12に対応し、波動センサW2は中央部よりも左右側に位置する座席13,14に対応する。判断部22は、座席11〜14について判断を行う。この構成によれば、一つの波動センサW1,W2によって、複数の座席に乗員が着座しているか否かを個別に判断できる。
〔実施の形態2〕
実施の形態2は、波動走査センサを用いて乗員を検出する例であって、図7〜図13を参照しながら説明する。なお図示および説明を簡単にするため、特に明示しない限り、実施の形態1で用いた要素と同一の要素には同一の符号を付して説明を省略する。よって、主に実施の形態1と相違する点を説明する。
図7に示す車両10は、座席11〜14、波動走査センサW3,W4、乗員検出装置20などを有する。図7に示す車両10が図1に示す車両10と異なるのは、波動センサW1,W2に代えて、波動走査センサW3,W4を用いる点である。本形態の波動走査センサW3,W4には音波センサを適用し、波動には音波を適用する。
波動走査センサW3,W4は、少なくとも乗員の頭部を含む所定範囲に向けて波動を発信して走査させ、反射した波動を受信するセンサである。波動走査センサW3は、波動を発信して走査する発信部W3sと、反射した波動を受信する受信部W3rとを有する。波動走査センサW4は、波動を発信して走査する発信部W4sと、反射した波動を受信する受信部W4rとを有する。走査する所定範囲の具体例については後述する。
本形態の波動走査センサW3,W4は、車両10の左右方向(図7では上下方向)の中央部に設けられる。すなわち、波動走査センサW3は座席11と座席12の間に設けられる。波動走査センサW4は座席13と座席14の間に設けられる。
図8に示す乗員検出装置20は、波動走査制御部26,判断部22,警告部23,走査情報作成部24,記録部25などを有する。波動走査制御部26は、後述する検出条件を満たすと、波動走査センサW3,W4による走査計測を行う。例えば、波動走査センサW3に発信信号Ss3を伝達して波動を発信させ、反射した波動を受信した波動走査センサW3から受信信号Rs3が伝達される。同様に、波動走査センサW4に発信信号Ss4を伝達して波動を発信させ、反射した波動を受信した波動走査センサW4から受信信号Rs4が伝達される。波動走査制御部26は、波動走査センサW3,W4から物体までの距離を計測信号Dsとして出力する。具体的には、波動の周波数や、波動走査センサW3,W4が波動を発信してから受信するまでの時間に基づいて距離を算出する。
波動走査センサW3,W4が発信する波動が及ぶ所定範囲を図9,図10に示す。ただし、波動走査センサW3,W4はいずれも車両10の左右方向の中央部に設けられているので、図9,図10では波動走査センサW3を代表して示す。波動走査センサW3は座席11,12にそれぞれ着座する乗員を検出するが、図9では座席11を代表して示す。
図9に破線で示す所定範囲A3は、車両10の上下方向に波動WLが走査して及ぶ範囲であり、角度θ2の範囲で広がる。所定範囲A3や角度θ2は、波動走査センサW3の性能や仕様等によって定まる。波動走査センサW3は、少なくとも乗員H1の頭部H1aが含まれるように所定範囲A3を設定する。波動走査センサW3は、座席11よりも上側かつ前側の車両10に設けられる。「座席11よりも上側かつ前側」となる基準は任意に設定してよい。本形態ではヘッドレスト11aを基準とするが、バックレスト11bやシート11cを基準としてもよい。図9の例では車両10の屋根に設けているが、車両10のピラー(図示せず)に設けてもよい。「前側」は車両10の前進方向側を意味する。
図10に破線で示す所定範囲A4は、車両10の左右方向(図10では上下方向)に波動WLが及ぶ範囲である。所定範囲A4は、波動走査センサW3の性能や仕様等によって定まる。波動走査センサW3は、少なくとも乗員H1の頭部H1aと乗員H2の頭部H2aとが含まれるように所定範囲A4を設定する。
上述した乗員検出装置20で実行される乗員検出処理について、図11を参照しながら説明する。乗員検出処理は、乗員検出装置20が作動しているときに繰り返し実行される。図11において、ステップS20,S21は波動制御部21に相当し、ステップS22は走査情報作成部24に相当し、ステップS23,S24はステップS15,S17とともに判断部22に相当する。
波動走査センサW3,W4と座席11〜14との組み合わせに応じて、それぞれ乗員検出処理が実行される。以下では、説明を簡単にするために波動走査センサW3と座席11との組み合わせで乗員を検出する例について説明する。
ステップS20では、波動走査センサW3から波動WLを発信して走査する。ステップS21では、反射した波動WLを受信する。波動WLの受信には、受信強度を含めてよい。ステップS22では、波動走査センサW3によって走査させて受信した波動WLに基づいて第1走査情報を作成して、記録部25に記録する。第1走査情報は、波動走査センサW3から乗員H1までの距離を示すデータの集合体であり、例えばテーブル,マップ,データベース等が該当する。
ステップS23では、上述した所定範囲A3,A4に相当する走査領域を全て走査したか否かで処理を分岐する。走査領域内を走査する形態(例えば走査方向,一走査における計測回数,間隔など)は、波動走査センサW3の性能や仕様等、あるいは所定範囲A3,A4の大きさなどに応じて任意に設定してよい。もし、走査領域を全て走査したならばYESになり、ステップS24に進む。これに対して、まだ走査領域を全て走査していなければNOになり、ステップS20〜S23を繰り返す。
ステップS24では、第1走査情報が人間とみなせるデータか否かに応じて処理を分岐する。第1走査情報は、走査領域を走査して作成されるため、二次元データになる。「第1走査情報が人間とみなせるデータか否か」の具体例は後述する。もし、第1走査情報が人間とみなせるデータであればYESになり、ステップS15に進む。これに対して、第1走査情報が人間とみなせないデータであればNOになり、ステップS17に進む。
図12,図13には、上述した図11のステップS24で行う判別例を示す。所定範囲A3,A4には、複数の走査線SL11〜SL16が含まれると仮定する。走査線SLの数や間隔等は任意に設定してよい。各走査線SLにおいて、波動走査センサW3との距離が短い箇所を実線とともに黒丸(すなわち黒色で塗りつぶした円)を示し、距離が長い箇所を破線とともに白丸(すなわち輪郭線の円)を示す。距離の長短は、図6に示す距離閾値Dthよりも長いか短いかに相当する。図12,図13に示す黒丸と白丸は、いずれも二次元データであって、第1走査情報に含まれる。
図12に示す乗員H1の第1走査情報P1aは、走査線SL11〜SL16の全てにおいて複数箇所で黒丸が現れる。図13に示す荷物BGの第1走査情報P1bは、一部の走査線SL16しか黒丸が現れない。このように、波動走査センサW3との距離にかかるデータである第1走査情報P1a,P1bに基づいて、乗員H1が座席11に着座しているか否かを判別することができる。
また、図12に二点鎖線で示す標準的な乗員H1や、図13に二点鎖線で示す荷物BGに関する第1走査情報P1Aを記録部25に記録しておいてもよい。また、図12に示す乗員H1は大人をモデルにしているが、子供をモデルにした第1走査情報P1Bを記録部25に記録しておいてもよい。第1走査情報P1A,P1Bは、例えば輪郭,ワイヤフレーム,ソリッドなどのデータモデルを問わない。図11のステップS24では、波動走査センサW3を用いた計測に基づく第1走査情報P1a,P1bと、上記の第1走査情報P1A,P1Bとを比較して、一致点が多いか否かで乗員H1が座席11に着座しているか否かを判別する。こうして、物体の二次元データである第1走査情報P1,P1A,P1Bに基づいて、乗員H1が座席11に着座しているか、乗員H1以外の物体または空席であるかを判別することができる。
図11〜図13では、波動走査センサW3と座席11との組み合わせ乗員を検出する例について説明した。波動走査センサW3と座席12との組み合わせ、波動走査センサW4と座席13との組み合わせ、波動走査センサW4と座席14との組み合わせについても同様に乗員を検出することができる。波動走査センサW3と座席12との組み合わせでは、座席11を座席12に読み替えて適用する。波動走査センサW4と座席13との組み合わせでは、波動走査センサW3を波動走査センサW4に読み替えて適用し、座席11を座席13に読み替えて適用する。波動走査センサW4と座席14との組み合わせでは、波動走査センサW3を波動走査センサW4に読み替えて適用し、座席11を座席14に読み替えて適用する。これにより、座席11〜14の全てで乗員の検出が行える。
上述した実施の形態2によれば、以下に示す各作用効果を得ることができる。
(4)乗員検出装置20は、図7,図8に示すように、波動走査センサW3,W4、走査情報作成部24、判断部22などを有する。波動走査センサW3,W4は、図9,図10に示すように、少なくとも乗員H1,H2の所定部位を含む所定範囲A3,A4内で波動WLを発信して走査させ、反射した波動WLを受信する。走査情報作成部24は、波動走査センサW3,W4によって走査させて受信した波動WLに基づいて、図12,図13に示すような第1走査情報P1a,P1bを作成する。判断部22は、走査情報作成部24によって作成された第1走査情報P1a,P1bに基づいて、乗員H1,H2が着座していると判断するか、または、乗員H1,H2以外の荷物BGが座席11〜14にあるか空席であると判断する。この構成によれば、乗員H1,H2の頭部H1aを含む所定範囲A1,A2に向けて発生させて受信される波動WLに基づいて第1走査情報P1a,P1bが作成され、第1走査情報P1a,P1bに乗員H1,H2を示す情報が含まれるか否かで乗員H1,H2が座席11〜14に着座しているか否かを判断できる。そのため、乗員H1,H2が動かなくても、荷物BGとの識別ができる。すなわち、動かない物体や、前かがみ以外で動く物体であっても、乗員H1,H2か否かを検出できる。
(5)図7,図10に示す波動走査センサW3,W4は、車両10の中央部に設けられる。判断部22は、中央部よりも左右側に位置する座席11〜14について判断を行う。波動走査センサW3は中央部よりも左右側に位置する座席11,12に対応し、波動走査センサW4は中央部よりも左右側に位置する座席13,14に対応する。この構成によれば、一つの波動走査センサW3,W4によって、複数の座席に乗員が着座しているか否かを個別に判断できる。
〔実施の形態3〕
実施の形態3は、複数の波動走査センサを用いて乗員を検出する例であって、図14,図15を参照しながら説明する。なお図示および説明を簡単にするため、特に明示しない限り、実施の形態2で用いた要素と同一の要素には同一の符号を付して説明を省略する。よって、主に実施の形態2と相違する点を説明する。
図14に示す車両10は、座席11〜14、波動走査センサW5A,W5B,W6A,W6B、乗員検出装置20などを有する。図14に示す車両10が図7に示す車両10と異なるのは、波動走査センサW3,W4に代えて、波動走査センサW5A,W5B,W6A,W6Bを用いる点である。複数の波動走査センサW5A,W5Bは、それぞれが波動走査センサW3に相当する。複数の波動走査センサW6A,W6Bは、それぞれが波動走査センサW4に相当する。本形態の波動走査センサW5A,W5B,W6A,W6Bには音波センサを適用し、波動には音波を適用する。
図示を省略するが、乗員検出装置20は図8と同様の構成である。相違するのは、上述したように波動走査センサW3,W4に代えて、波動走査センサW5A,W5B,W6A,W6Bを用いる点である。なお、波動走査センサW5A,W5Bと波動走査センサW6A,W6Bとは、設置位置が異なるに過ぎず、同様に処理される。そのため、以下では波動走査センサW5A,W5Bを代表して説明する。
図示を省略するが、乗員検出装置20で実行する乗員検出処理は図11と同様の手続きである。相違するのは、ステップS22で第2走査情報を作成し、ステップS24で第2走査情報が人間とみなせるデータか否かに応じて処理を分岐する点である。
波動走査センサW5A,W5Bによって計測される情報は、それぞれ図12,図13に示すような二次元データである。波動走査センサW5Aと波動走査センサW5Bは、車両10に設けられる位置が予め分かっており、両者間の距離(例えば数ミリメートルまたは数センチメートル)を置いて設けられる。そのため、波動走査センサW5A,W5Bでそれぞれ計測される情報に基づいて作成される二次元データは異なる。そこで、波動走査センサW5Aで計測される二次元データと、波動走査センサW5Bで計測される二次元データとを用いて、波動が反射した物体の三次元位置を求める。三次元位置の算出法は、例えばステレオ方式による三次元画像処理などが該当し、周知であるために図示および説明は省略する。こうして作成される第2走査情報は、物体の三次元位置を示すデータの集合体であり、例えばテーブル,マップ,データベース等が該当する。
図15には、図11のステップS24で第2走査情報が人間とみなせるデータか否かを判別する例を示す。所定範囲A3,A4には、複数の走査線SL21〜SL26が含まれると仮定する。走査線SLの数や間隔等は任意に設定してよい。図15に示す黒丸と白丸は、いずれも三次元データであって、第2走査情報に含まれる点を除いて、図12,図13に示すものと同様である。以下では、説明を簡単にするために波動走査センサW5A,W5Bと座席11との組み合わせで乗員を検出する例について説明する。
図15に示す乗員H1の第2走査情報P2は、走査線SL21〜SL26の全てにおいて複数箇所で黒丸が現れる。図13に示す荷物BGの第2走査情報P2は、図示を省略するが、一部の走査線SLしか黒丸が現れない。人間と荷物とでは波動WLが反射する三次元位置が明らかに異なる。このように、物体の三次元データである第2走査情報P2に基づいて、乗員H1が座席11に着座しているか否かを判別することができる。
また、二点鎖線で示す標準的な乗員H1に関する第2走査情報P2Aを記録部25に記録しておいてもよい。また、図15に示す乗員H1は大人をモデルにしているが、子供をモデルにした第2走査情報P2Bを記録部25に記録しておいてもよい。第2走査情報P2A,P2Bは、例えば輪郭,ワイヤフレーム,ソリッドなどのデータモデルを問わない。図11のステップS24では、波動走査センサW5A,W5Bを用いた計測に基づく第2走査情報P2と、上記の第2走査情報P2A,P2Bとを比較して、一致点が多いか否かで乗員H1が座席11に着座しているか否かを判別する。こうして、物体の三次元データである第2走査情報P2,P2A,P2Bに基づいて、乗員H1が座席11に着座しているか、乗員H1以外の物体または空席であるかを判別することができる。
図15では、波動走査センサW5A,W5Bと座席11との組み合わせで乗員を検出する例について説明した。波動走査センサW5A,W5Bと座席12との組み合わせ、波動走査センサW6A,W6Bと座席13との組み合わせ、波動走査センサW6A,W6Bと座席14との組み合わせについても同様に乗員を検出することができる。波動走査センサW5A,W5Bと座席12との組み合わせでは、座席11を座席12に読み替えて適用する。波動走査センサW6A,W6Bと座席13との組み合わせでは、波動走査センサW5A,W5Bを波動走査センサW6A,W6Bに読み替えて適用し、座席11を座席13に読み替えて適用する。波動走査センサW6A,W6Bと座席14との組み合わせでは、波動走査センサW5A,W5Bを波動走査センサW6A,W6Bに読み替えて適用し、座席11を座席14に読み替えて適用する。これにより、座席11〜14の全てで乗員の検出が行える。
上述した実施の形態3によれば、実施の形態2と同様の作用効果を得ることができるとともに、次の作用効果を得ることができる。
(6)乗員検出装置20は、図14,図15に示すように、複数の波動走査センサW5A,W5B,W6A,W6Bや判断部22などを有する。走査情報作成部24は、複数の波動走査センサW5A,W5B,W6A,W6Bによって走査させて受信した複数の波動WLに基づいて第2走査情報P2を作成する。判断部22は、走査情報作成部24によって作成された第2走査情報P2に基づいて、乗員H1,H2が着座していると判断するか、または、乗員H1,H2以外の物体が座席11〜14にあるか空席であると判断する。この構成によれば、複数の波動WLに基づいて立体的な第2走査情報P2が作成され、第2走査情報P2に乗員H1,H2を示す情報が含まれるか否かで乗員H1,H2が座席11〜14に着座しているか否かを判断できる。そのため、乗員H1,H2が座席11〜14に着座しているか否かの判断精度が向上する。
上述した実施の形態3では、二つの波動走査センサW5A,W5Bを一組とし、二つの波動走査センサW6A,W6Bを一組とする構成とした。この構成に代えて、三つ以上の波動走査センサを一組とする構成としても、実施の形態3と同様の作用効果が得られる。四つの波動走査センサを一組とする場合には、GPS(グローバル・ポジショニング・システム)と同様に物体の三次元測位が行える。
〔実施の形態4〕
実施の形態4は、複数の波動走査センサを用いて乗員を検出する例であって、図16を参照しながら説明する。なお図示および説明を簡単にするため、特に明示しない限り、実施の形態1〜3で用いた要素と同一の要素には同一の符号を付して説明を省略する。よって、主に実施の形態1〜3と相違する点を説明する。
図16に示す波動センサW1は、発信部W1sと受信部W1rとを車両10における別個の部位に設ける。図16には、発信部W1sを屋根に設け、受信部W1rをダッシュボード,インストルメントパネル,センターコンソールなどに設ける例を示す。図示を省略するが、発信部W1sをダッシュボード,インストルメントパネル,センターコンソールなどに設け、受信部W1rを屋根に設けてもよい。波動走査センサW3,W5A,W5Bについても同様に、それぞれ発信部W3s,W5As,W5Bsと受信部W3r,W5Ar,W5Brとを車両10における別個の部位に設けてよい。いずれの構成としても、発信部W1s.W3s,W5As,W5Bsから送信された波動WLが物体(すなわち乗員や物体など)で反射して、受信部W1r,W3r,W5Ar,W5Brで受信される。
図16では、座席11に着座する乗員H1を検出する波動センサW1や波動走査センサW3,W5A,W5Bの設置例を示した。図示を省略するが、座席12に着座する乗員H2を検出する波動センサW1や波動走査センサW3,W5A,W5Bについても同様に、発信部W1s.W3s,W5As,W5Bsと受信部W1r,W3r,W5Ar,W5Brとを車両10における別個の部位に設けてよい。後部座席である座席13,14に着座する乗員を検出する波動センサW2や波動走査センサW4,W6A,W6Bの設置についても同様である。いずれにせよ、波動センサW1,W2や波動走査センサW3,W5A,W5B,W6A,W6Bを用いて計測を行い、座席11〜14の全てについて乗員が着座しているか、乗員以外の物体または空席であるかの検出が行える。
上述した実施の形態4によれば、実施の形態1〜3と同様の作用効果を得ることができるとともに、次の作用効果を得ることができる。
(3)波動センサW1,W2は、図2に示すように、波動WLを送信する発信部W1s,W2sと、反射した波動WLを受信する受信部W1r,W2rとを有する。発信部W1s,W2sと受信部W1r,W2rとは、図16に示すように、それぞれ車両10における別個の部位に設けられている。この構成によれば、発信部W1s,W2sと受信部W1r,W2rを別個の部位に設けることができるので、配置の自由度が増す。
(7)波動走査センサW3,W4は、図8に示すように、波動WLを送信して走査する発信部W3s,W4sと、反射した波動WLを受信する受信部W3r,W4rとを有する。発信部W3s,W4sと受信部W3r,W4rとは、図16に示すように、それぞれ車両10における別個の部位に設けられる。図示を省略したが、波動走査センサW5A,W5B,W6A,W6Bは、波動WLを送信して走査する発信部W5As,W5Bs,W6As,W6Bsと、反射した波動WLを受信する受信部W5Ar,W5Br,W6Ar,W6Brとを有する。発信部W5As,W5Bs,W6As,W6Bsと受信部W5Ar,W5Br,W6Ar,W6Brとは、図16に示すように、それぞれ車両10における別個の部位に設けられる。これらの構成によれば、発信部W3s,W4s,W5As,W5Bs,W6As,W6Bsと受信部W3r,W4r,W5Ar,W5Br,W6Ar,W6Brを別個の部位に設けることができるので、配置の自由度が増す。
〔他の実施の形態〕
以上では本発明を実施するための形態について実施の形態1〜4に従って説明したが、本発明は当該形態に何ら限定されるものではない。言い換えれば、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施することもできる。例えば、次に示す各形態を実現してもよい。
上述した実施の形態1〜4では、図1,図7,図14に示すように、複数の波動センサW1,W2または複数の波動走査センサW3,W4を車両10に備える構成とした。この形態に代えて、図17に示すように、一つの波動センサW7または一つの波動走査センサW8を車両10の中央部に備える構成としてもよい。図示を省略するが、波動走査センサW5A,W5Bに相当する一組の波動走査センサを車両10の中央部に備える構成としてもよい。波動センサW7や波動走査センサW8は、座席11〜14にそれぞれ着座する乗員を検出可能に所定範囲A1〜A4を設定する。波動センサや波動走査センサの数が相違するに過ぎないので、実施の形態1〜4と同様の作用効果が得られる。
上述した実施の形態1〜4では、図2,図8に示すように、波動センサW1,W2や波動走査センサW3,W4,W5A,W5B,W6A,W6Bについて、一つの発信部と、一つの受信部とで構成した。この形態に代えて、図18に示すように、複数の発信部W1sと、一つの受信部W1rとで構成してもよい。複数の発信部W1sは、車両10における別個の部位に設ける。図示を省略するが、波動センサW2や波動走査センサW3,W4,W5A,W5B,W6A,W6Bについても同様である。発信部の数を増やすことで、乗員の位置をより正確に求めることができる。その他については、実施の形態1〜4と同様の作用効果が得られる。
上述した実施の形態1〜4では、図1〜図4,図7〜図10,図14,図16に示すように、波動センサW1,W2や波動走査センサW3,W4,W5A,W5B,W6A,W6Bには音波センサを適用し、波動には音波を適用する構成とした。この形態に代えて、波動センサW1,W2や波動走査センサW3,W4,W5A,W5B,W6A,W6Bに光学センサを適用し、波動には光波(例えば可視光,赤外光,電波など)を適用する構成としてもよい。音波センサと光学センサとを組み合わせて適用してもよい。放射温度計を適用する場合には、測定される物体の放射温度に基づいて、乗員が着座しているか、乗員以外の物体または空席であるかの検出が行える。光学センサを適用しても、実施の形態1〜4と同様の作用効果が得られる。
上述した実施の形態1〜4では、図1,図7,図14,図17に示すように、四つの座席11〜14を有する車両10に適用する構成とした。この形態に代えて、四つ以外の座席を有する車両10に適用する構成としてもよい。例えば、スポーツタイプの車両10では二つの座席を有し、ワンボックスタイプの車両10では五つ以上の座席を有し、バスでは数十席の座席を有する。座席の数や配置に合わせて、波動センサW1,W2や波動走査センサW3,W4,W5A,W5B,W6A,W6Bを設ければよい。よって、実施の形態1〜4と同様の作用効果が得られる。
上述した実施の形態1〜4では、図3,図4,図6,図9,図10,図12,図13,図15,図16に示すように、検出する対象として乗員H1,H2や荷物BGを適用する構成とした。この形態に代えて、図示を省略するが、検出する対象として座席に着座し得る人間以外の動物(例えば犬や猫など)を対象として適用する構成としてもよい。検出対象が相違するに過ぎないので、実施の形態1〜4と同様の作用効果が得られる。
上述した実施の形態1〜4では、図1,図7,図14,図17に示すように、乗員検出装置20の外部に波動センサW1,W2や波動走査センサW3,W4,W5A,W5B,W6A,W6Bを備える構成とした。この形態に代えて、乗員検出装置20の内部に波動センサW1,W2や波動走査センサW3,W4,W5A,W5B,W6A,W6Bを備える構成としてもよい。波動センサW1,W2や波動走査センサW3,W4,W5A,W5B,W6A,W6Bの配置が相違するに過ぎないので、実施の形態1〜4と同様の作用効果が得られる。
上述した実施の形態1〜4では、図1,図7,図14,図17に示すように、1人以上の乗員が乗れる四輪自動車を適用する構成とした。この形態に代えて、波動センサW1,W2や波動走査センサW3,W4,W5A,W5B,W6A,W6Bや乗員検出装置20を備えることを条件として、自動車以外の車両や、他の輸送機器にも同様に適用する構成としてもよい。自動車以外の車両は、例えばオートバイを含む二輪自動車や、牽引自動車を含む多輪自動車、鉄道車両などが該当する。他の輸送機器は、例えば航空機や船舶などのように人間や貨物等を輸送可能な輸送機器が該当する。特にシートベルトの着用が必要な他の車両や他の輸送機器に適用するとよい。単に適用対象となる車両の種類が相違するに過ぎないので、実施の形態1〜4と同様の作用効果が得られる。
10 車両
11〜14 座席
20 乗員検出装置
22 判断部
24 走査情報作成部
W1,W2 波動センサ
W3,W4,W5A,W5B,W6A,W6B 波動走査センサ
A1〜A4 所定範囲
H1,H2 乗員

Claims (5)

  1. 車両(10)の座席(11,12,13,14)に乗員(H1,H2)が着座しているか否かを検出する乗員検出装置(20)において、
    前記車両に設けられ、少なくとも前記乗員の頭部(H1a)を含む所定範囲(A1,A2)に向けて波動(WL)を発信させ、反射した前記波動を受信する波動センサ(W1,W2)と、
    前記波動センサによる前記波動の発信と受信に基づく時間(T)および距離(D)のうちで一方または双方が閾値以下であれば前記乗員が着座していると判断し、前記閾値を超えていれば前記乗員以外の物体が前記座席にあるか空席であると判断する判断部(22)と、
    を有し、
    前記座席は、前記車両の左右方向に複数設けられており、
    前記波動センサは、前記波動を発信させる複数の発信部(W1s,W2s)と、反射した前記波動を受信する一つの受信部(W1r,W2r)とを有し、
    複数の前記発信部は、それぞれ前記座席よりも上側に設けられ、
    一つの前記受信部は、複数の前記発信部よりも前側に設けられている乗員検出装置。
  2. 前記判断部は、複数の前記発信部および一つの前記受信部とは離間した部位に設けられている請求項に記載の乗員検出装置。
  3. 車両(10)の座席(11,12,13,14)に乗員(H1,H2)が着座しているか否かを検出する乗員検出装置(20)において、
    前記車両に設けられ、少なくとも前記乗員の所定部位を含む所定範囲(A3,A4)内で波動(WL)を発信して走査させ、反射した前記波動を受信する波動走査センサ(W3,W4,W5A,W5B,W6A,W6B)と、
    前記波動走査センサによって走査させて受信した前記波動に基づいて、走査情報(P1a,P1b,P2)を作成する走査情報作成部(24)と、
    前記走査情報作成部によって作成された走査情報に基づいて、前記乗員が着座していると判断するか、または、前記乗員以外の物体が前記座席にあるか空席であると判断する判断部(22)と、
    を有し、
    前記座席は、前記車両の左右方向に複数設けられており、
    前記波動走査センサは、前記波動を発信させる複数の発信部(W3s,W4s,W5As,W5Bs,W6As,W6Bs)と、反射した前記波動を受信する一つの受信部(W3r,W4r,W5Ar,W5Br,W6Ar,W6Br)とを有し、
    複数の前記発信部は、それぞれ前記座席よりも上側に設けられ、
    一つの前記受信部は、複数の前記発信部よりも前側に設けられている乗員検出装置。
  4. 前記判断部は、複数の前記発信部および一つの前記受信部とは離間した部位に設けられている請求項に記載の乗員検出装置。
  5. 前記走査情報作成部は、一つの前記受信部で受信した複数の前記波動に基づいて走査情報(P2)を作成する請求項3または4に記載の乗員検出装置。
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