JP6617284B2

JP6617284B2 - 人検知装置と、人検知装置を用いた空調制御装置

Info

Publication number: JP6617284B2
Application number: JP2016019865A
Authority: JP
Inventors: 浩山中; 山中　　浩; 杉山　貴則; 貴則杉山; 勲服部; 吉田　岳司; 岳司吉田; 那由多南; 稔夫山崎; 良太須藤; 翔嶋田; 勝己垣本; 洋一西嶋; 洋右萩原
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2016-02-04
Filing date: 2016-02-04
Publication date: 2019-12-11
Anticipated expiration: 2036-02-04
Also published as: JP2017136988A

Description

本発明は、赤外線センサによって人を検知する人検知装置に関する。

従来、車両内の乗員を検知する手段として、赤外線センサを走査し、温度分布を取得していた。

特許代４０６２１２４号公報

しかしながら、上記従来の人検知方法では、夏場等の背景温度が高い場合に、背景の温度が人の温度に近くなり、人の温度の検出精度が低下するという課題があった。

本発明は、上記課題を解決し、背景温度によらずに人の温度を精度良く検知することが可能な人検知装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために本発明は、人の温度を検出する赤外線センサと、赤外線センサを走査するモータとモータを制御するドライバとを備えた走査部と、を有し、ドライバは人の背景温度に応じて赤外線センサの走査時間を変更する構成とした。

本発明の人検知装置は、背景温度によって赤外線センサを走査する時間を変更しているため、背景温度によらずに人の温度を精度良く検出することが出来る。

実施の形態１の人検知装置のブロック図同人検知装置の赤外線センサの走査を示す図実施の形態２の人検知装置のブロック図実施の形態３の空調制御装置のブロック図同空調制御装置が設けられた車両を示す図

（実施の形態１）
以下に、実施の形態１における人検知装置について図面を用いながら説明する。

図１は実施の形態１の人検知装置の構成を示すブロック図である。

実施の形態１の人検知装置１は、被検出体である人２の温度を検出する赤外線センサ３と、赤外線センサ３と接続された赤外線インターフェース回路（以下、赤外線センサＩ／Ｆ４として説明）と、赤外線センサ３を走査する走査部５と、サーミスタ等で形成され人２の周りの背景温度を検出する気温センサ６を有している。

赤外線センサ３は、感温部が埋設された熱型赤外線検出部を有しており、感温部には被検出体から放射された赤外線による熱エネルギーを電気エネルギーに変換するサーモパイルにより構成される熱電変換部が用いられている。また、赤外線センサ３は、感温部および感温部の出力電圧を取り出すためのＭＯＳトランジスタを有したａ×ｂ個の画素部７（非接触赤外線検知素子）が、半導体基板の一表面側においてａ行ｂ列の２次元アレイ状に配置され、実施の形態１における画素部７は８×８に構成されている。

図２に走査部による赤外線センサの走査を表す図を示す。

走査部５は赤外線センサ３を走査するモータ８とモータ８を制御するドライバ９で構成されており、回転軸１０の周りを一定の時間毎に距離ｂずつ画素部７の長軸１１方向に赤外線センサ３を回転させ、予め決められた範囲全面が赤外線センサ３の検出領域に入るまで走査される。赤外線センサ３は、走査される毎に赤外線を検出し、走査が完了したら赤外線センサＩ／Ｆ４で得られた温度分布を足し合わせて温度分布を取得する。また、走査が完了した赤外線センサ３は、逆方向に走査され、同様に、距離ｂだけ走査される毎に赤外線を検出し、逆方向の走査が完了したら温度分布を取得する。なお、赤外線センサ３を一往復させてから温度分布を取得するようにしても良い。このようにすることで、より解像度の高い温度分布を取得することが出来る。

ここで、赤外線センサ３を距離ｂずつ走査し、得られた温度分布を足し合わせて作られた温度分布を用いて処理をすることにより、赤外線センサ３を走査せずに温度分布を得たときよりも解像度を向上させ、より詳細な温度分布を得ることができる。この様に、高解像度の温度分布を得ることにより、乗員の温度と、シート等の背景の温度とを分離することができ、乗員の温度を正確に測定することができる。また、高解像度の温度分布を得ることにより、乗員の判別、例えば、運転者と助手席乗員の判別をすることが可能になる。

図２に示すように赤外線センサ３を画素部７の長軸１１方向に走査することで、短軸１２方向に走査した場合に比べて解像度の高い温度分布を取得することが出来る。また、画素部７の長軸１１方向に走査しているが、この限りではなく、短軸１２方向と走査方向とのなす角度θが０°＜θ＜９０°となるように、角度を有した方向に走査すれば、解像度の高い温度分布を取得することが出来る。

人検知装置１は、走査部５が赤外線センサ３を所定の角度ずつ走査させ、赤外線センサ３を走査する度に熱画像を取得しているが、気温センサ６によって検出された背景温度が人２の温度に近づくに従い、走査部５が赤外線センサ３を走査するのにかける時間を長くしていく。

走査部５のドライバ９は、背景温度の閾値を有しており、背景温度が閾値を超えると、走査部５が赤外線センサ３を走査する角度を小さくする。このようにすることで、赤外線センサ３を走査する時間が長くなり、赤外線センサ３から得られる熱画像の解像度が向上するため、人２の温度と背景温度とが近い場合でも、精度良く人２の温度を検出することが出来る。なお、人２がいる場所に向けて赤外線センサ３を走査するときのみ、赤外線センサ３を走査する角度を小さくしても良い。この様にすることで、赤外線センサ３の走査時間をあまり長くしなくとも人２がいる場所のみ高解像度の熱画像を得ることが出来る。このため、人２の温度の検出にかける時間を長くせずに高精度に人２の温度の検出をすることができる。

また、背景温度に応じて段階的に走査角度を小さくしていっても良い。例えば、閾値が３２℃だったとき、３２℃で走査角度を１／２にし、３３℃で１／３にし、３４℃で１／５とする。このようにすることで、背景温度が人２の温度に近づくにつれて赤外線センサ３の走査時間が長くなるため、背景温度が低く人２の温度検出精度があまり低下していないときには、必要以上に赤外線センサ３の走査時間を長くせずに精度良く人２の温度を検出することが出来る。なお、閾値の温度と、走査角度を変更する温度は使用条件によって適宜設定すればよい。

なお、実施の形態１において、閾値を超えたときに走査角度を小さくしたが、この限りではなく、赤外線センサ３を走査して熱画像を取得するときの熱画像の回数を増やしても良い。このようにすることで、取得される熱画像の解像度が向上するため、背景温度が上がっても精度良く人２の温度を検出することが出来る。また、このときに、熱画像を取得する回数を背景温度に従って段階的に増やしても良い。このようにすることで、必要以上に赤外線センサ３の走査時間を長くせずに精度良く人２の温度を検出することが出来る。（実施の形態２）
以下に、本実施の形態２における人検知装置について図面を用いながら説明する。

なお、本実施の形態１と同様の構成については、実施の形態１と同じ符号を用いて説明する。また、本実施の形態１と異なる構成についても、発明の趣旨を逸脱しない範囲で、本実施の形態１の構成と組み合わせても良い。

図３は実施の形態２の人検知装置のブロック図である。

図３に示すように、実施の形態２の人検知装置２１は、被検出体である人２の温度を検出する赤外線センサ３と、赤外線センサ３と接続された赤外線センサＩ／Ｆ４と、赤外線センサ３を走査する走査部５と、赤外線センサＩ／Ｆ４の出力を処理して温度分布を取得する処理部２２と、を有している。

実施の形態２の人検知装置２１は、赤外線センサ３の処理部２２で取得された温度分布から背景温度を検出する。処理部２２では、赤外線センサ３で得られた温度分布から人２を判定し、人２の温度分布と背景の温度分布とを夫々取得する。この背景温度を用いて走査部５の走査時間を実施の形態１と同様の方法で変更する。このようにすることで、気温センサ６を設けなくても人２の温度を精度良く検知することができ、人検知装置２１を小型化することが可能である。
（実施の形態３）
以下に、本実施の形態３における空調制御装置について図面を用いながら説明する。

図４に実施の形態３の空調制御装置の構成を表すブロック図、図５に車両３２検出装置を搭載した車両３２を示す。

実施の形態３の空調制御装置は、赤外線センサ３と、赤外線センサ３を走査する走査部５と、赤外線の出力から乗員の温冷感を推定する処理部２２と、温冷感を基に車両３２に設けられている空調機器を制御する空調機器ＥＣＵ３３と、エアバッグＥＣＵ３４と、シートベルトＥＣＵ３５と、からなる人検知装置３１を有している。赤外線センサ３は赤外線センサＩ／Ｆ４に接続されている。赤外線センサＩ／Ｆ４は処理部２２と接続され、処理部２２は空調機器ＥＣＵ３３とエアバッグＥＣＵ３４とシートベルトＥＣＵ３５と接続され、空調機器ＥＣＵ３３はＨＶＡＣ３６（Ｈｅａｔｉｎｇ，ＶｅｎｔｉｌａｔｉｎｇａｎｄＡｉｒ−Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ：暖房、換気、および空調を示す）と接続されている。エアバッグＥＣＵ３４はエアバッグ３７と接続されている。シートベルトＥＣＵ３５はシートベルト３８と接続されている。

人検知装置３１の赤外線センサ３は、車両３２の天井３９に設置され、赤外線センサ３の検出対象である運転者と助手席乗員といった乗員を検出できるように、運転席、助手席が赤外線センサ３の検出領域に入るように赤外線センサ３を走査している。なお、赤外線センサ３の設置位置は天井３９に限らず、乗員を検知できる位置であれば、例えば、ピラーやダッシュボード等に設置しても良い。人検知装置３１は背景温度に実施の形態２と同様に応じて赤外線センサ３の走査時間を変更している。

処理部２２は赤外線センサ３から人２と背景の温度分布を取得し、人２の温度分布から温冷感を推定する。温冷感は乗員が暑いと感じているか寒いと感じているかを表しており、「暑い」、「非常に暑い」、「寒い」、「非常に寒い」、「ちょうど良い」等のように、乗員の感じ方に応じて温冷感の段階が設定されている。また、処理部２２は赤外線センサＩ／Ｆ４の出力から人２と背景の夫々の温度分布を取得し、背景温度を算出する。

ＨＶＡＣ３６は、空調機器を制御する空調機器ＥＣＵ３３と、空調機器ＥＣＵ３３と接続された、ルーバー４０、コンプレッサー４１、ファン４２から構成されている。補正部の出力に応じて、空調機器ＥＣＵ３３がルーバー４０、コンプレッサー４１、ファン４２の制御を行うことで、空調の制御をする。

ＨＶＡＣ３６の空調機器ＥＣＵ３３は処理部２２と接続されており、処理部２２で推定された温冷感に従い、空調機器の制御をする。温冷感が「寒い」で合ったときには、空調機器の設定温度を上げる、風量を大きくするなどの制御を行うことにより、温冷感が「ちょうど良い」に近づくように制御する。また、温冷感が「暑い」で合ったときには、空調機器の設定温度を下げる、風量を大きくするなどの制御を行うことにより、温冷感が「ちょうど良い」に近づくように制御する。このように空調機器の制御をすることで乗員の快適性を向上させることができる。また、空調制御装置は背景温度によって赤外線センサ３の走査時間を変更しているため、夏場などの背景温度が高く人２の温度を検知し難い状況でも精度良く人２の温冷感を推定できるため、乗員の快適性を向上させることが出来ている。

また、夏場の冷やしすぎ、冬場の温めすぎを防止することができるため、快適性を維持しつつ、さらに燃費を向上させることができる。

また、人２の温度を検出できたにもかかわらず、シートベルトＥＣＵ３５で乗員がシートベルト３８を締めていないことを検出したとき、シートベルト３８を締めるように警報を鳴らしても良い。人検知装置３１で乗員を検出しているため、人２を誤検出せずにシートベルト３８を締めているか判定することが出来る。なお、警報を鳴らす手段としては、警報機を設けても良いし、カーナビから警報を鳴らすような構成にしても良い。

また、人検知装置３１で人２を検出した場合、車が衝突したときにエアバッグ３７が開くようにエアバッグＥＣＵ３４を制御しても良い。このようにすることで、重量センサを設けずにエアバッグ３７の判定をすることができるため、車両３２内のスペースを有効活用することが出来る。

なお、実施の形態３では、処理部２２で背景温度を検出しているが、実施の形態１の様に気温センサ６を車両３２内に設けても良い。

本発明は、背景温度によらず人の温度分布を精度良く検出することが出来るため、空調制御等に有用である。

１、２１、３１人検知装置
２人
３赤外線センサ
４赤外線センサＩ／Ｆ
５走査部
６気温センサ
７画素部
８モータ
９ドライバ
１０回転軸
１１長軸
１２短軸
２２処理部
３２車両
３３空調機器ＥＣＵ
３４エアバッグＥＣＵ
３５シートベルトＥＣＵ
３６ＨＶＡＣ
３７エアバッグ
３８シートベルト
３９天井
４０ルーバー
４１コンプレッサー
４２ファン

Claims

人の温度を検出する赤外線センサと、
前記赤外線センサを走査するモータと前記モータを制御するドライバとを備えた走査部と、を有し、
前記ドライバは前記人の背景温度に応じて前記赤外線センサの走査時間を変更する人検知装置。
前記ドライバは、前記背景温度が上昇するに連れて前記赤外線センサの走査時間を長くする請求項１に記載の人検知装置。
前記ドライバは、前記人がいる場所に向けて前記赤外線センサを走査するとき、前記赤外線センサの走査角度を小さくする請求項２に記載の人検知装置。
前記赤外線センサは、前記走査部に所定の角度走査される度に温度分布を取得し、
前記背景温度が上昇したとき、前記温度分布を取得する回数を増やす請求項２に記載の人検知装置。
前記走査部は、前記背景温度が上昇するに従い、段階的に前記走査時間を長くする請求項２に記載の人検知装置。
前記背景温度を気温センサで取得する請求項１に記載の人検知装置。
前記赤外線センサの出力から前記人と背景の温度分布を取得する処理部をさらに備えた請求項１に記載の人検知装置。
前記処理部は前記赤外線センサの出力から前記背景温度を検出する請求項７に記載の人検知装置。
前記処理部は、前記人の温冷感を推定する請求項７に記載の人検知装置。
車両に設けられた空調機器を制御する空調制御装置であって、
請求項１〜９に記載の人検知装置の出力を基に前記空調を制御する空調制御装置。
前記人検知装置の検出結果から前記人の温冷感を推定し、前記温冷感に応じた空調機器の制御をする請求項１０に記載の空調制御装置。
エアバッグを制御するエアバッグＥＣＵをさらに備え、
前記人検知装置で人を検出し、前記車両が衝突したときに前記エアバッグを作動させる請求項１０に記載の空調制御装置。
人がシートベルトを閉めているか判定するシートベルトＥＣＵをさらに備え、
前記人検知装置が人を検知し、前記人がシートベルトを閉めていないとき、警報を鳴らす請求項１０に記載の空調制御装置。