(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-09-09
(45)【発行日】2024-09-18
(54)【発明の名称】乗員検知装置及びプログラム
(51)【国際特許分類】
G01S 13/56 20060101AFI20240910BHJP
G01S 13/89 20060101ALI20240910BHJP
【ＦＩ】
G01S13/56
G01S13/89
【請求項の数】
6
(21)【出願番号】P 2022059991
(22)【出願日】2022-03-31
(65)【公開番号】P2023150739
(43)【公開日】2023-10-16
【審査請求日】2024-02-07
(73)【特許権者】
【識別番号】000000011
【氏名又は名称】株式会社アイシン
(74)【代理人】
【識別番号】110002147
【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】小笠原 佑真
(72)【発明者】
【氏名】不破 遼平
【審査官】藤田 都志行
(56)【参考文献】
【文献】国際公開第２０２１／２４０７７７（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２０２０－１０１４１５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１９－１６８３７９（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０２０／０４００７８４（ＵＳ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０１Ｓ ７／００－ ７／５１
Ｇ０１Ｓ １３／００－１３／９５
Ｇ０１Ｓ １７／００－１７／９５
Ｂ６０Ｒ ２１／０１５
Ｂ６０Ｎ ５／００
ＪＳＴＰｌｕｓ／ＪＳＴ７５８０／ＪＳＴＣｈｉｎａ（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
移動体の室内に向けて送信された送信波が物体に反射されることにより発生する反射波の強度を示す反射波情報を取得する取得部と、前記反射波情報に基づいて、複数の着座領域を含むシート列毎に設定された第１検知領域における前記反射波の強度変化を示す第１点群情報を生成する生成部と、
前記第１点群情報に基づいて前記移動体の停止時における乗員の有無を前記シート列毎に判定する判定部と、
を備える乗員検知装置。
【請求項2】
前記生成部は、前記移動体の駆動時において、前記第１検知領域とは異なる第２検知領域における前記反射波の強度変化を示す第２点群情報を生成し、前記判定部は、前記第２点群情報に基づいて前記移動体の駆動時における乗員の有無を判定する、
請求項１に記載の乗員検知装置。
【請求項3】
前記第２検知領域は、前記着座領域毎に設定される、請求項２に記載の乗員検知装置。
【請求項4】
前記生成部は、前記第１検知領域を区画する複数の単位領域のうち前記反射波の強度の単位時間あたりの変化量が第１閾値以上である前記単位領域の数を示すプロット数を含む前記第１点群情報を生成し、前記判定部は、前記プロット数が第２閾値以上である場合に乗員が存在すると判定する、
請求項１～３のいずれか１項に記載の乗員検知装置。
【請求項5】
前記第２閾値は、前記シート列毎に設定される、請求項４に記載の乗員検知装置。
【請求項6】
コンピュータに、移動体の室内に向けて送信された送信波が物体に反射されることにより発生する反射波の強度を示す反射波情報を取得する処理と、
前記反射波情報に基づいて、複数の着座領域を含むシート列毎に設定された第１検知領域における前記反射波の強度変化を示す第１点群情報を生成する処理と、
前記第１点群情報に基づいて前記移動体の停止時における乗員の有無を前記シート列毎に判定する処理と、
を実行させるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明の実施形態は、乗員検知装置及びプログラムに関する。
【背景技術】
【0002】
車室内に向けて送信された電磁波等が物体に反射されることにより発生する反射波に基づいて、車室内に存在する乗員を検知する乗員検知装置が利用されている。このような乗員検知装置の検知結果は、例えば、車両の停止後における乗員等の置き去りを検知するシステム等に利用される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２０１９－１６８３７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
従来の乗員検知装置においては、検知領域が着座位置毎に設定されるため、複数の着座位置を跨ぐように存在する乗員を正確に検知できない可能性がある。
【0005】
そこで、本発明の実施形態は、乗員の位置や姿勢に関わらず乗員の存否を高精度に検知可能な乗員検知装置及びプログラムを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の一実施形態としての乗員検知装置は、移動体の室内に向けて送信された送信波が物体に反射されることにより発生する反射波の強度を示す反射波情報を取得する取得部と、反射波情報に基づいて、複数の着座領域を含むシート列毎に設定された第１検知領域における反射波の強度変化を示す第１点群情報を生成する生成部と、第１点群情報に基づいて移動体の停止時における乗員の有無をシート列毎に判定する判定部と、を備える。
【0007】
上記構成によれば、シート列毎に設定された第１検知領域に基づいて移動体の停止時における乗員検知が行われる。これにより、乗員の位置や姿勢に関わらず、停止時における乗員の存否を高精度に検知できる。
【0008】
また、上記構成において、生成部は、移動体の駆動時において、第１検知領域とは異なる第２検知領域における反射波の強度変化を示す第２点群情報を生成し、判定部は、第２点群情報に基づいて移動体の駆動時における乗員の有無を判定してもよい。
【0009】
上記構成によれば、第１検知領域とは異なる第２検知領域に基づいて移動体の駆動時における乗員検知が行われる。これにより、停止時における機能（例えば置き去り防止機能等）と駆動時における機能（例えば乗員監視機能等）との両方を高精度に実行できる。
【0010】
また、上記構成において、第２検知領域は、着座領域毎に設定されてもよい。
【0011】
上記構成によれば、駆動時においては着座領域毎に乗員を検知できる。
【0012】
また、上記構成において、生成部は、第１検知領域を区画する複数の単位領域のうち反射波の強度の単位時間あたりの変化量が第１閾値以上である単位領域の数を示すプロット数を含む第１点群情報を生成し、判定部は、プロット数が第２閾値以上である場合に乗員が存在すると判定してもよい。
【0013】
上記構成によれば、脈動等の人に特有の動きを正確に検知でき、乗員の存否を高精度に検知できる。
【0014】
また、上記構成において、第２閾値は、シート列毎に設定されてもよい。
【0015】
上記構成によれば、センサと各シート列との位置関係等に応じて第２閾値を最適化することができ、乗員の検知精度を向上させることができる。
【0016】
また、本発明の他の実施形態としてのプログラムは、コンピュータに、移動体の室内に向けて送信された送信波が物体に反射されることにより発生する反射波の強度を示す反射波情報を取得する処理と、反射波情報に基づいて、複数の着座領域を含むシート列毎に設定された第１検知領域における反射波の強度変化を示す第１点群情報を生成する処理と、第１点群情報に基づいて移動体の停止時における乗員の有無をシート列毎に判定する処理と、を実行させる。
【図面の簡単な説明】
【0017】
【発明を実施するための形態】
【0018】
以下、本発明の例示的な実施形態が開示される。以下に示される実施形態の構成、並びに当該構成によりもたらされる作用、結果、及び効果は、一例である。本発明は、以下の実施形態に開示される構成以外によりも実現可能であるとともに、基本的な構成に基づく種々の効果や派生的な効果のうち、少なくとも一つを得ることが可能である。
【0019】
図１は、実施形態の乗員検知装置１が搭載される車両Ｃの車室Ｒ内の構成の一例を示す側面図である。図中、Ｘ方向は、車両Ｃの前部から後部へ向かう方向に対応し、Ｙ方向は、車両Ｃの左側面から右側面へ向かう方向に対応し、Ｚ軸は、車両Ｃの下部から上部へ向かう方向に対応している。
【0020】
車両Ｃは、移動体の一例であり、例えば内燃機関、モータ、又はそれらの双方（ハイブリッド機構）を駆動源とする自動車等であり得る。本実施形態の車両Ｃは、いわゆる３列シート車であり、第１シート列Ｓ１、第２シート列Ｓ２及び第３シート列Ｓ３を備えている。図１には、第１シート列Ｓ１の左側（助手席）に乗員Ｐ１が着座し、第２シート列Ｓ２の右側に乗員Ｐ２Ａが着座し、第２シート列Ｓ２の左側に設置されたチャイルドシートＳｃに乗員Ｐ２Ｂが着座し、第３シート列Ｓ３に乗員Ｐ３が着座している状態が例示されている。
【0021】
乗員検知装置１は、車室Ｒ内に存在する乗員を検知する装置である。本実施形態では、第１シート列Ｓ１より後方、すなわち第２シート列Ｓ２及び第３シート列Ｓ３に存在する乗員を検知する乗員検知装置１について説明する。
【0022】
乗員検知装置１は、センサ２及び制御装置３を備える。センサ２は、車両Ｃの天井５に設置され、車室Ｒ内に向けて送信波を送信し、送信波が車室Ｒ内の物体に反射されることにより発生する反射波を受信する。本実施形態のセンサ２は、第２シート列Ｓ２の上方に配置されている。制御装置３は、ダッシュボードＤ内に設置され、センサ２とＣＡＮ（Controller Area Network）等のネットワークを介して接続している。なお、センサ２及び制御装置３の設置位置はこれに限定されるものではない。また、センサ２は複数設置されてもよい。
【0023】
図２は、実施形態の乗員検知装置１の機能構成の一例を示すブロック図である。センサ２は、送信部２１及び受信部２２を備える。
【0024】
送信部２１は、車室Ｒ内に所定の周波数（例えば６０ＧＨｚ～６５ＧＨｚ等）の電磁波を送信波として送信（照射）する。受信部２２は、送信波が車室Ｒ内に存在する物体に反射されることにより発生する反射波を受信し、反射波の強度を示す電気信号（アナログ信号）を生成する。
【0025】
制御装置３は、例えば、ハードウェアプロセッサ、メモリ等が搭載された集積回路を含むＭＣＵ（Micro Controller Unit）等により構成される。制御装置３は、ＡＤＣ（Analog-to-Digital Converter）３１、処理部３２及び記憶部３３を備える。
【0026】
ＡＤＣ３１は、センサ２の受信部２２により取得されたアナログ信号をデジタル信号に変換して処理部３２に出力する。処理部３２は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のハードウェアプロセッサを利用して構成される。記憶部３３は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＳＳＤ（Solid State Drive）、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）等の記憶装置を利用して構成される。記憶部３３には、処理部３２が実行するプログラム、プログラムの実行に必要なデータ、プログラムの実行により生成されたデータ等を記憶する。
【0027】
処理部３２は、記憶部３３に記憶されたプログラム、設定データ、閾値データ等に基づいて、乗員検知装置１の機能を実現するための各種演算処理及び制御処理を実行する。本実施形態の処理部３２は、取得部３２１、生成部３２２、判定部３２３及び出力部３２４を備える。なお、これらの機能部３２１～３２４の一部又は全部は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）等の専用のハードウェア（回路等）により構成されてもよい。
【0028】
取得部３２１は、センサ２の受信部２２により受信された反射波の強度を示す反射波情報を取得する。反射波情報には、車室Ｒ内の各位置（例えばボクセルマップにおける各ボクセル等）における反射波の強度の時系列変化を示す情報等が含まれる。
【0029】
【0030】
図３及び図４のそれぞれにおいて、反射波の強度の時系列変化を示す強度情報４０１と、反射波の強度の変化量の時系列変化を示す強度変化量情報４１１との関係が例示されている。強度情報４０１の横軸は送信波が送信されてからの経過時間を示し、縦軸は車室Ｒ内のある位置（例えば１つのボクセル）における反射波の強度を示している。Δｔは、予め定められた単位時間を示している。強度変化量情報４１１の横軸は送信波が送信されてからの経過時間を示し、縦軸は車室Ｒ内のある位置における反射波の強度の単位時間Δｔあたりの変化量を示している。Ｔｈは、予め定められた第１閾値を示している。
【0031】
反射波の反射元が人の一部（例えば胸部等）である場合、脈動や人為的な動作等の人に特有の動きにより、反射元が荷物等の非生体である場合に比べ、反射波の強度の単位時間Δｔあたりの変化量が大きくなる。そのため、反射元が人である場合、図３の強度変化量情報４１１に示されるように、単位時間Δｔあたりの強度変化量が第１閾値Ｔｈ以上となる。一方、反射波の反射元が非生体である場合、図４の強度変化量情報４１１に示されるように、単位時間Δｔあたりの強度変化量が第１閾値Ｔｈより小さくなる。
【0032】
生成部３２２（図２参照）は、取得部３２１により取得された反射波情報に基づいて、複数の着座領域を含むシート列毎に設定された第１検知領域における反射波の強度変化を示す第１点群情報を生成する。第１検知領域は、乗員検知の対象となるシート列（本実施形態では第２シート列Ｓ２及び第３シート列Ｓ３）毎に設定される。例えば、定員が３名のシート列に対応する第１検知領域は、３つの着座領域を含むように、すなわち当該シート列の全体又は略全体が１つの検知対象となるように設定される。
【0033】
図５は、実施形態の第２シート列Ｓ２に対応する第１検知領域ＤＲ２の一例を示す正面図である。図６は、実施形態の第２シート列Ｓ２に対応する第１検知領域ＤＲ２及び第３シート列Ｓ３に対応する第１検知領域ＤＲ３の一例を示す上面図である。
【0034】
図５及び図６に示されるように、第２シート列Ｓ２に対応する第１検知領域ＤＲ２は、第２シート列Ｓ２上に設定された３つの着座領域ＳＲを含むように設定され、第３シート列Ｓ３に対応する第１検知領域ＤＲ３とは個別に設定される。図６に示されるように、第３シート列Ｓ３に対応する第１検知領域ＤＲ３は、第３シート列Ｓ３上に設定された２つの着座領域ＳＲを含むように設定され、第２シート列Ｓ２に対応する第１検知領域ＤＲ２とは個別に設定される。このような第１検知領域ＤＲ２，ＤＲ３を設定することにより、着座領域ＳＲに関わらず、各シート列Ｓ２，Ｓ３の全体又は略全体を１つの検知領域として扱うことができる。
【0035】
上記のような第１検知領域ＤＲ２，ＤＲ３は、車両Ｃの停止時における乗員検知に利用される。停止時とは、例えば、車室Ｒ内への乗員（幼児等）、動物、荷物等の置き去りを防止するための機能、例えばＣＰＡ（Child Presence Alert）、ＲＳＲ（Rear Seat Reminder）等の作動時であり、具体的には、シフトレバーがパーキング位置にあるとき、イグニッションスイッチがＯＦＦとなったとき等であり得る。
【0036】
生成部３２２（図２参照）は、上記のようにシート列Ｓ２，Ｓ３毎に設定された第１検知領域ＤＲ２，ＤＲ３における反射波の強度変化を示す第１点群情報を、上述した反射波情報（図３及び図４参照）に基づいて生成する。第１点群情報は、例えば、第１検知領域ＤＲ２，ＤＲ３を区画する複数の単位領域（例えばボクセル）のうち、反射波の強度の単位時間Δｔあたりの変化量が第１閾値Ｔｈ以上である単位領域の数を示すプロット数を含む情報であり得る。
【0037】
【0038】
図７において、幼児である乗員Ｐ２Ｂが第２シート列Ｓ２上で複数の着座領域ＳＲを跨ぐように横たわっている状況が例示されている。図８において、図７に示される状況に対応する第１点群情報５１１が例示されている。第１点群情報５１１は、第１検知領域ＤＲ２を区画する複数のボクセルＢ（単位領域の一例）のうち、反射波の強度の単位時間Δｔあたりの変化量が第１閾値Ｔｈ以上であるボクセルＢをプロットＰとする情報である。このような第１点群情報５１１を生成することにより、人に特有の動き（脈動や人為的な動き等）を複数のプロットＰからなる点群Ｇとして捉えることができる。
【0039】
判定部３２３（図２参照）は、生成部３２２により生成された第１点群情報５１１に基づいて、車両Ｃの停止時における乗員の有無をシート列Ｓ２，Ｓ３毎に判定する。判定部３２３は、例えば、第１点群情報５１１に含まれるプロットＰの数（プロット数）が予め定められた第２閾値以上である場合に、検知対象となっているシート列（例えば第２シート列Ｓ２）に乗員（例えば幼児である乗員Ｐ２Ｂ）が存在すると判定する。例えば、第１点群情報５１１に含まれる点群Ｇを構成するプロットＰの数が１０（第２閾値の一例）以上である場合、第２シート列Ｓ２に乗員が存在すると判定される。このような判定方法により、乗員が複数の着座領域ＳＲを跨ぐように存在する場合であっても、シート列毎に乗員の有無を正確に検知できる。
【0040】
本実施形態の第２閾値は、シート列Ｓ２，Ｓ３毎に設定される。第２閾値は、センサ２と各シート列Ｓ２，Ｓ３との位置関係等に応じて設定され、例えば、人（生体）に特有の動き（例えば脈動等）を検知し易い位置ほど低く設定されることが好ましい。本実施形態においては、センサ２と各シート列Ｓ２，Ｓ３との位置関係から、第２シート列Ｓ２に着座している乗員Ｐ２Ａ，Ｐ２Ｂの胸部の脈動が第３シート列Ｓ３に着座している乗員Ｐ３の胸部の脈動より検知され難い。そのため、本実施形態においては、第２シート列Ｓ２（第１検知領域ＤＲ２）に対応する第２閾値は、第３シート列Ｓ３（第１検知領域ＤＲ３）に対応する第２閾値より小さい値に設定される。これにより、乗員の検知精度を向上させることができる。
【0041】
出力部３２４は、判定部３２３による判定結果、すなわち車室Ｒ内に乗員が存在することを示す検知情報を所定のシステムに出力する。所定のシステムとは、例えば、車両Ｃの停止時における乗員、動物、荷物等の置き去りを防止するための置き去り防止機能（例えばＣＰＡ、ＲＳＲ等）を実現するための処理を行うＥＣＵ等であり得る。
【0042】
上記のような機能により、車両Ｃの停止時における乗員検知を高精度に実行し、延いては置き去り防止機能等を高精度に実行することが可能となる。
【0043】
また、本実施形態の乗員検知装置１は、車両Ｃの駆動時における乗員検知を、上記のような停止時における第１検知領域ＤＲ２，ＤＲ３とは異なる第２検知領域を用いて実行する。なお、駆動時とは、上記停止時以外の状態であり、例えば、車両Ｃの走行時（一時停止時を含む）等であり得る。
【0044】
車両Ｃの駆動時における第２検知領域は、公知又は新規な手法を用いて適宜設定され得るものであるが、例えば、着座領域ＳＲ毎に設定された領域であり得る。この場合、生成部３２２は、着座領域ＳＲ毎に設定された第２検知領域における反射波の強度変化を示す第２点群情報を生成し、判定部３２３は、第２点群情報に基づいて車両Ｃの駆動時における乗員の検知を着座領域ＳＲ毎に行う。このとき、第２点群情報は、上述した第１点群情報５１１と同様の手法により生成できる。
【0045】
上記のように、車両Ｃの停止時と駆動時とで異なる検知領域を用いることにより、停止時における機能（例えば置き去り防止機能等）と駆動時における機能（例えば乗員監視機能等）との両方を高精度に実行することが可能となる。なお、駆動時における機能（乗員監視機能）には、例えば、乗員の脈拍等の生体情報を取得する機能、乗員の姿勢と推定する機能等が含まれ得る。
【0046】
図９は、実施形態の乗員検知装置１における処理の一例を示すフローチャートである。生成部３２２は車両Ｃが停止状態（停止時）であるか否かを判定し（Ｓ１０１）、停止時である場合（Ｓ１０１：Ｙｅｓ）、第１検知領域ＤＲ２，ＤＲ３を設定し（Ｓ１０２）、取得部３２１により取得された反射波情報に基づいて第１点群情報５１１を生成する（Ｓ１０３）。その後、判定部３２３は第１点群情報５１１に基づいてプロット数が第２閾値以上であるか否かを判定する（Ｓ１０４）。プロット数が第２閾値以上である場合（Ｓ１０４：Ｙｅｓ）、判定部３２３は当該第１点群情報５１１に対応するシート列に乗員が存在すると判定し、出力部３２４は乗員が存在することを示す検知情報を所定のシステムに出力する（Ｓ１０５）。プロット数が第２閾値以上でない場合（Ｓ１０４：Ｎｏ）、判定部３２３は当該シート列に乗員が存在しないと判定し、検知情報は出力されない。
【0047】
車両Ｃが停止状態でない（駆動時である）場合（Ｓ１０１：Ｎｏ）、生成部３２２は第２検知領域を設定し（Ｓ１１１）、取得部３２１により取得された反射波情報に基づいて第２点群情報を生成する（Ｓ１１２）。その後、判定部３２３は第２点群情報に基づいて着座領域ＳＲ毎に乗員の有無を判定し（Ｓ１１３）、その判定結果が駆動時における機能を実行するための処理に利用される。
【0048】
以上のように、本実施形態によれば、シート列毎に設定された第１検知領域に基づいて車両の停止時における乗員検知が行われる。これにより、乗員の位置や姿勢に関わらず、停止時における乗員の存否を高精度に検知することが可能となり、置き去り防止機能等を高精度に実行することが可能となる。
【0049】
なお、上記実施形態においては、３列シート車における第２シート列Ｓ２及び第３シート列Ｓ３に存在する乗員を検知する乗員検知装置１について説明したが、乗員検知装置１の構成はこれに限定されるものではない。乗員検知装置１は、例えば、第１シート列Ｓ１（運転席又は助手席）に存在する乗員を検知してもよい。この場合、センサ２をフロントガラスの上方等に設置することが好ましい。また、乗員検知装置１は、第３シート列Ｓ３が備えられていない車両や、第３シート列Ｓ３より後方に１以上のシート列が備えられた車両等に搭載されてもよい。
【0050】
上記実施形態の乗員検知装置１の機能を実現するための処理をコンピュータ（制御装置３）に実行させるプログラムは、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでＣＤ－ＲＯＭ、ＣＤ－Ｒ、メモリカード、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）、フレキシブルディスク（ＦＤ）等のコンピュータで読み取り可能な記憶媒体に記憶されてコンピュータプログラムプロダクトとして提供されるようにしてもよい。また、当該プログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するようにしてもよい。また、当該プログラムを、インターネット等のネットワーク経由で提供または配布するようにしてもよい。
【0051】
以上、本発明の実施形態を説明したが、上記実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。この実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【0052】
１…乗員検知装置、２…センサ、３…制御装置、５…天井、２１…送信部、２２…受信部、３１…ＡＤＣ、３２…処理部、３３…記憶部、３２１…取得部、３２２…生成部、３２３…判定部、３２４…出力部、４０１…強度情報、４１１…強度変化量情報、５１１…第１点群情報、Ｂ…ボクセル、Ｃ…車両、Ｄ…ダッシュボード、ＤＲ２，ＤＲ３…第１検知領域、Ｇ…点群、Ｒ…車室、Ｐ…プロット、Ｐ１，Ｐ２Ａ，Ｐ２Ｂ，Ｐ３…乗員、Ｓ１…第１シート列、Ｓ２…第２シート列、Ｓ３…第３シート列、Ｓｃ…チャイルドシート、ＳＲ…着座領域、Ｔｈ…第１閾値、Δｔ…単位時間
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】