JP7436407B2 - 座席占有状況検知装置 - Google Patents

Description

本発明は、鉄道車両等の座席の占有状況を検知する技術に関するものである。

従来、新幹線や特急列車の指定席車両においては、車掌が定期的に巡回して発券情報に対する実車内の座席占有状況を確認し、不正着座等を確認する必要があった。このような検札業務は車掌にとって大きな負荷となっており、その軽減が求められていた。

なお、特許文献１には、貸切りバスの乗客の着座状態を確認する乗客人員検出装置が開示されている。この乗客人員検出装置は、座席の座部に設けられた着座センサと、前席の背凭れの背面又はバスの天井に設けられた赤外線センサとの両方からの検出信号に基いて、座席に乗客が着座したことを検知している。

特開平８－１７１６６３号公報

特許文献１の乗客人員検出装置は、上述したように、赤外線センサが検知対象の座席の前席の背凭れの背面又はバスの天井に設けられていた。このため、特許文献１の技術を座席の向きを１８０度変えられる鉄道車両等の座席にそのまま適用することはできなかった。

そこで、本発明は、向きを１８０度変えられる座席にも適用可能な座席占有状況検知装置を提供することを目的としている。

本発明は、座席の占有状況を検知する座席占有状況検知装置であって、前記座席の肘掛けに配置され、前記座席の座部上に物体があることを検知する物体検知手段と、前記座席の背凭れに配置され、当該背凭れが押圧されていることを検知する押圧検知手段と、前記物体検知手段の検知結果と前記押圧検知手段の検知結果とに基いて、前記座席が空席か、人が着座しているか、又は荷物が置かれているかを判定する判定部と、を備え、前記物体検知手段が、投光素子から投光された光の反射光を受光素子で検出する光センサで構成されていることを特徴とする。

本発明によれば、人（乗務員等）が巡回することなく座席の占有状況を確認できる。また、本発明は、向きを１８０度変えられる座席にも適用可能である。

本発明の一実施形態にかかる座席占有状況検知装置の構成図である。 図１の座席の正面図である。 図１の押圧検知手段の検知原理を説明するための図である。 図１の物体検知手段の検知原理を説明するための図である。 図１の判定部の判定アルゴリズムを示す図である。 図１の判定部が行う判定処理の一例を示すフローチャートである。 図１の判定部が行う判定処理の一例を示すフローチャートである。

本発明の一実施形態にかかる「座席占有状況検知装置」を図１～７を参照して説明する。

図１，２に示す座席１は、鉄道車両の客室内に設置されるものである。座席１は、座部２と、背凭れ３と、一対の肘掛け４ａ、４ｂと、を備えている。この座席１を支持した脚台には不図示のペダルが取り付けられており、このペダルを踏むことで座席１の向きを１８０度変えることができる。

座席占有状況検知装置５は、複数の座席１それぞれの占有状況を検知するものである。座席占有状況検知装置５は、検知対象の座席１の肘掛け４ａに配置され、座部２上に物体があることを検知する物体検知手段６と、検知対象の座席１の背凭れ３内部に配置され、当該背凭れ３が押圧されていることを検知する押圧検知手段７と、物体検知手段６の検知結果と押圧検知手段７の検知結果とに基いて、座席１が空席か、人が着座しているか、又は荷物が置かれているかを判定する判定部８と、を備えている。

物体検知手段６と押圧検知手段７は各座席１毎に設けられている。即ち、本発明の座席占有状況検知装置５は、検知対象の座席１自身に物体検知手段６と押圧検知手段７が設けられている。よって、座席１の向きに関わらず当該座席１の占有状況を検知することができる。また、判定部８は複数の座席１に対して共通で設けられている。

本例の物体検知手段６は、投光素子から投光された光の反射光を受光素子で検出する光センサで構成されている。また、本例においては、光センサの中でも安価な測距センサを採用している。図３中の符号６１は、測距センサ６の透光窓であり、符号６２は投光素子であり、符号６３は受光素子である。透光窓６１は肘掛け４ａの内側面に設けられている。投光素子６２からの光は、透光窓６１を透過して肘掛け４ｂ側に投光される。座部２上に物体がある場合、投光素子６２からの光が物体に反射して透光窓６１を透過して受光素子６３に受光される。これにより、座部２上に物体があることが検知される。

さらに、本例においては、コストを抑えつつ検知範囲をできるだけ広くするために、図４に示すように、物体検知手段としての測距センサ６を一つのみ用い、投光素子６２から斜め後ろ方向に光Ｌが投光されるように測距センサ６を設置している。詳細には、単一の測距センサ６を片側の肘掛け４ａの前端下部に配置し、投光素子６２からの光Ｌが座部２の左前の角近傍から右後ろの角近傍に向かって対角上に投光されるようにしている。なお、前述した前後左右方向は、座席１の着座者からみた方向である。

上記構成の測距センサ６は、人が着座している場合は確実に検知することができ、図４中に一点鎖線で示す鞄１１や二点鎖線で示す鞄１２が置かれている場合もほぼ検知することができる。なお、図４に示した例では投光素子６２から斜め後ろ方向に光Ｌが投光されるように測距センサ６を設置しているが、投光素子６２から斜め前方向に光Ｌが投光されるように測距センサ６を設置してもよい。

本例の押圧検知手段７は、図１～３に示すように、測距センサ（即ち物体検知手段）６よりも高い位置に配置されている。このように配置することで、背凭れ３が人間の背中で押圧されている際に押圧状態を検知し、背凭れ３の低い位置に荷物が当たっている際には押圧検知手段７が反応しないようにすることができる。

また、本例においては、コストを抑えるために、押圧検知手段７としてマイクロスイッチを採用している。このマイクロスイッチ７は、図３に示すように、ケース７１と、ケース７１内に設けられた接点部７２と、ケース７１から突出し、背凭れ３への押圧力を接点部７２に伝達するレバー７３（アクチュエータ部）と、を備えている。

背凭れ３は、背枠３１と、背枠３１を覆ったクッション材３２と、で構成されている。上記マイクロスイッチ７は、背枠３１に固定されており、背凭れ３が人間の背中等で押圧されることでレバー７３が変位して接点部７２を開閉する。これにより、背凭れ３が押圧されていることを検知する。

さらに、本例においては、マイクロスイッチ７の反応をよくするために、レバー７３とクッション材３２との間に板９を設けており、この板９でレバー７３を押圧するようにしている。板９は、マイクロスイッチ７よりも大きいサイズとされている。このように板９を介することで、乗客の背中がマイクロスイッチ７近傍のクッション材３２を押圧しなくてもマイクロスイッチ７が反応する。よって、乗客が身長の低い子供であってもマイクロスイッチ７が反応する。

図５の表は、判定部８の基本的な判定アルゴリズムを示している。判定部８は、座部２上に物体があり（測距センサ○）、背凭れ３が押圧されている（マイクロスイッチ○）場合は座席１に人が着座していると判定する。また、座部２上に物体があり（測距センサ○）、背凭れ３が押圧されていない（マイクロスイッチ×）場合は座席１に荷物が置かれていると判定する。この判定の根拠は、通常、人は座席１に着座した直後に背凭れ３に凭れかかるが、荷物を座席１に置いた場合、重力で荷重は下向きにかかり、背凭れ３を後ろに押圧する力はかからないからである。また、座部２上に物体がなく（測距センサ×）、背凭れ３が押圧されていない（マイクロスイッチ×）場合は座席１が空席であると判定する。なお、座部２上に物体がない（測距センサ×）場合に背凭れ３が押圧されている（マイクロスイッチ○）ことは通常あり得ないので、実際には、座部２上に物体がなければ座席１が空席であると判定する。

また、本例においては、座席占有状況の検知精度を向上させるために、判定部８が以下に説明する判定処理を行っている。以下、図６，７のフローチャートを参照して判定処理の流れを説明する。

図６のフローチャートは、直前状態が空席である場合の判定処理である。判定部８は、ステップＳ１において、測距センサ６の検知結果に基づいて、座部２上に物体があるか否かを判定する。座部２上に物体がないと判定した場合は、ステップＳ１の判定を繰り返す。座部２上に物体があると判定した場合は、ステップＳ２に進む。

ステップＳ２においては、マイクロスイッチ７の検知結果に基づいて、背凭れ３が押圧状態か否かを判定する。背凭れ３が押圧状態ではないと判定した場合は、ステップＳ３に進み、座席１に荷物が置かれていると判定する。なお、座席１に荷物が置かれていると判定した後は、座部２上に物体があるか否かの判定を繰り返し、座部２上に物体がない状態となった場合は、座席１が空席になった（荷物による座席１の占有状態が解除された）と判定する。

ステップＳ２において、背凭れ３が押圧状態であると判定した場合は、ステップＳ４に進み、タイマーをセットして背凭れ押圧状態の継続時間をカウント開始する。続いて、ステップＳ５に進み、再度、背凭れ３が押圧状態か否かを判定する。背凭れ３が押圧状態ではないと判定した場合は、ステップＳ３に進み、座席１に荷物が置かれていると判定する。

ステップＳ５において、背凭れ３が押圧状態であると判定した場合は、ステップＳ６に進み、押圧状態の継続時間が２秒よりも長いか否かを判定する。なお、本例では「２秒」よりも長いか否かを判定しているが、これは一例であり、任意の時間を設定することができる。

ステップＳ６において、押圧状態の継続時間が２秒以下であると判定した場合は、ステップＳ５に戻る。押圧状態の継続時間が２秒よりも長いと判定した場合は、ステップＳ７に進み、座席１に人が着座していると判定する。また、判定部８は、ステップＳ３，Ｓ７での判定結果を、例えば車掌が所持する携帯端末に送信する。

このように、判定部８は、直前状態が空席である場合に、座部２上に物体があり背凭れ３が所定時間（例えば２秒）よりも長く押圧された場合は座席１に人が着座していると判定し、座部２上に物体があり背凭れ３が所定時間よりも長く押圧されていない場合は座席１に荷物が置かれていると判定する。このように判定することで、座席１に荷物を置いた際の瞬間的に背凭れ３に衝撃が加わった動作を、人の着座判定から除外することができ、検知精度を高められる。

図７のフローチャートは、座席１に人が着座していると判定した後の判定処理である。判定部８は、ステップＳ７の判定後、ステップＳ８に進み、座部２上に物体があるか否かを判定する。座部２上に物体があると判定した場合は、ステップＳ７に戻り、座席１に人が着座していると判定する。即ち、着座状態が継続していると判定する。

なお、乗客は、座席１に着座している状態で背凭れ３から背中を離すこともある。よって、判定部８は、座席１に人が着座していると判定した後は、座部２上に物体がある限り、背凭れ３が非押圧状態となっても人の着座状態が継続していると判定する。

ステップＳ８において、座部２上に物体がないと判定した場合は、ステップＳ９に進み、タイマーをセットして座部２上に物体がない状態の継続時間をカウント開始する。続いて、ステップＳ１０に進み、再度、座部２上に物体があるか否かを判定する。座部２上に物体があると判定した場合は、ステップＳ７に戻り、座席１に人が着座していると判定する。即ち、着座状態が継続していると判定する。

ステップＳ１０において、座部２上に物体がないと判定した場合は、ステップＳ１１に進み、座部２上に物体がない状態の継続時間が２秒よりも長いか否かを判定する。なお、本例では「２秒」よりも長いか否かを判定しているが、これは一例であり、任意の時間を設定することができる。

ステップＳ１１において、座部２上に物体がない状態の継続時間が２秒以下であると判定した場合は、ステップＳ１０に戻る。座部２上に物体がない状態の継続時間が２秒よりも長いと判定した場合は、ステップＳ１２に進み、座席１が空席になったと判定する。また、判定部８は、ステップＳ１２での判定結果を、例えば車掌が所持する携帯端末に送信する。

このように、判定部８は、座席１に人が着座していると判定した後、座部２上に物体がない状態が所定時間（例えば２秒）以内あった後、再度、座部２上に物体がある状態となった場合は人の着座状態が継続していると判定し、座部２上に物体がない状態が所定時間よりも長く続いた場合は座席１が空席になったと判定する。このように判定することで、座席１に着座している人が座り直した動作を、空席判定から除外することができ、検知精度を高められる。

以上説明したように、本例の座席占有状況検知装置５によれば、安価な部品を用いた簡素な構成ながらも、上述した様々な工夫により、高い検知精度で座席１の占有状況を検知することができる。この座席占有状況検知装置５を用いることにより、車掌が車内巡回することなく各座席１の占有状況を確認できるので、車掌の検札業務を軽減することができる。

上述した実施形態では、一人掛けの座席を例に説明したが、本発明の座席占有状況検知装置は、複数の座席が横並び配置されて一の台枠に支持されたタイプの各座席にも適用することができる。二人掛け、三人掛けの座席に適用する際は、物体検知手段と押圧検知手段を各座席毎に設ける。その際、物体検知手段として光センサを用いる場合は、各光センサは、検知対象の座席の座部上のみを検出範囲とし、隣の座席を検出範囲に含まないように設定される。また、判定部は、一の台枠に支持された複数の座席（二人掛け座席の場合は二つの座席）に対して共通で設けられることが好ましい。さらに、物体検知手段及び押圧検知手段と判定部との通信が送受信部を介して行われている場合は、この送受信部も一の台枠に支持された複数の座席に対して共通で設けられることが好ましい。

上述した実施形態では、押圧検知手段としてマイクロスイッチを採用していたが、マイクロスイッチ以外に押圧によってＯＮ－ＯＦＦの切り替えが出来る押しボタンスイッチであってもよい。また、マイクロスイッチ以外に、例えば、背凭れに加えられた荷重を感知するセンサ等（感圧素子等）を用いることができる。

なお、前述した実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、実施形態に限定されるものではない。すなわち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。

１ 座席
２ 座部
３ 背凭れ
４ａ，４ｂ 肘掛け
５ 座席占有状況検知装置
６ 測距センサ（物体検知手段、光センサ）
７ マイクロスイッチ（押圧検知手段）
８ 判定部

Claims (6)

1. 座席の占有状況を検知する座席占有状況検知装置であって、
   前記座席の肘掛けに配置され、前記座席の座部上に物体があることを検知する物体検知手段と、
   前記座席の背凭れに配置され、当該背凭れが押圧されていることを検知する押圧検知手段と、
   前記物体検知手段の検知結果と前記押圧検知手段の検知結果とに基いて、前記座席が空席か、人が着座しているか、又は荷物が置かれているかを判定する判定部と、を備え、
   前記物体検知手段が、投光素子から投光された光の反射光を受光素子で検出する光センサで構成されている
   ことを特徴とする座席占有状況検知装置。
2. 前記判定部は、
   前記座部上に物体があり前記背凭れが押圧されている場合は前記座席に人が着座していると判定し、
   前記座部上に物体があり前記背凭れが押圧されていない場合は前記座席に荷物が置かれていると判定し、
   前記座部上に物体がない場合は前記座席が空席であると判定する
   ことを特徴とする請求項１に記載の座席占有状況検知装置。
3. 前記光センサを一つのみ備えており、前記投光素子から斜め前方向又は斜め後ろ方向に光が投光される
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の座席占有状況検知装置。
4. 前記押圧検知手段が、前記物体検知手段よりも高い位置に配置されている
   ことを特徴とする請求項１～３の何れか１項に記載の座席占有状況検知装置。
5. 前記押圧検知手段が、接点部と、前記背凭れへの押圧力を前記接点部に伝達するアクチュエータ部と、を備えたマイクロスイッチで構成されている
   ことを特徴とする請求項１～４の何れか１項に記載の座席占有状況検知装置。
6. 前記背凭れが押圧されている状態で前記アクチュエータ部を押圧する板が前記背凭れの内部に設けられている
   ことを特徴とする請求項５に記載の座席占有状況検知装置。

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