(57)【要約】【課題】移動体の内部の生体の存在とともに、生体の位置を高い精度で検知可能な生体検知システムを提供する。【解決手段】生体検知システムは、移動体の内部で検知波を送受信し、前記検知波の送信及び受信の少なくとも一方において指向性を有する送受信部と、前記検知波の送信を制御するとともに、前記送受信部が受信した前記検知波に応じた受信信号から生体情報を抽出し、前記移動体内の生体を検知する処理部と、を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動体の内部で検知波を送受信し、前記検知波の送信及び受信の少なくとも一方において指向性を有する送受信部と、
前記検知波の送信を制御するとともに、前記送受信部が受信した前記検知波に応じた受信信号から生体情報を抽出し、前記移動体内の生体を検知する処理部と、
を備える生体検知システム。
【請求項２】
前記送受信部は、送信または受信する前記検知波の幅である検知幅を切り替え可能であって、
前記処理部は、前記検知波の前記検知幅を切り替えさせて、前記生体を検知する
請求項１に記載の生体検知システム。
【請求項３】
前記処理部は、指向性を有する前記検知波の送信方向及び受信方向の少なくとも一方を離散した領域間で移動させる
請求項１または請求項２に記載の生体検知システム。
【請求項４】
前記処理部は、指向性を有する前記検知波の送信方向及び受信方向の少なくとも一方を連続的に移動させる
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の生体検知システム。
【請求項５】
前記処理部は、前記受信信号から前記生体情報を数値として抽出し、前記数値と閾値とに基づいて、前記生体を分類する、
請求項１に記載の生体検知システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生体検知システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車等の移動体に設けられ、移動体内の乗員等の生体を検知するシステムが知られている。このようなシステムは、移動体の内部に電波等の検知波を送信して、移動体内の生体を含む物体に反射された検知波を受信し、検知波を反射した物体が生体か否かを判定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−１１４３１７号公報
【特許文献２】特開平８−１２７２６４号公報
【特許文献３】特開２０１７−１８１２２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述のシステムは、移動体の内部に広範囲に検知波を送信するので、生体の存在を判定できても、生体の位置を精度よく判定することは難しいといった課題がある。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、移動体の内部の生体の存在とともに、生体の位置を高い精度で検知可能な生体検知システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の生体検知システムは、移動体の内部で検知波を送受信し、前記検知波の送信及び受信の少なくとも一方において指向性を有する送受信部と、前記検知波の送信を制御するとともに、前記送受信部が受信した前記検知波に応じた受信信号から生体情報を抽出し、前記移動体内の生体を検知する処理部と、を備える。
【０００７】
このように、本発明にかかる生体検知システムは、検知波の送信または受信の少なくとも一方に指向性を有するので、検知波によって移動体内の生体を検知できるとともに、生体の位置を高精度で検知できる。
【０００８】
本発明の生体検知システムにおいて、前記送受信部は、送信または受信する前記検知波の幅である検知幅を切り替え可能であって、前記処理部は、前記検知波の前記検知幅を切り替えさせて、前記生体を検知してもよい。
【０００９】
このように、本発明にかかる生体検知システムは、送信または受信する検知波の検知幅を切り替えるので、用途に応じて生体を検知する範囲を変更することができる。これにより、生体検知システムは、検知波の検知幅を小さくして検知波の指向性を高めることで、生体の位置を高精度で判定できる。一方、生体検知システムは、検知波の検知幅を大きく設定して検知波を移動体の内部全域に送信または受信することで、一度の検知波の送受信による少ない処理負担で移動体内の広い範囲で生体の存在を判定できる。
【００１０】
本発明の生体検知システムにおいて、前記処理部は、指向性を有する前記検知波の送信方向及び受信方向の少なくとも一方を離散した領域間で移動させてもよい。
【００１１】
このように、本発明にかかる生体検知システムは、指向性の高い検知波の送信方向または受信方向を離散的に移動させることによって、個数の少ない送受信部によって、処理部の処理負担を低減しつつ、移動体内の複数の特定箇所で生体を検知することができる。
【００１２】
本発明の生体検知システムにおいて、前記処理部は、指向性を有する前記検知波の送信方向及び受信方向の少なくとも一方を連続的に移動させてもよい。
【００１３】
このように、本発明にかかる生体検知システムは、指向性の高い検知波の送信方向または受信方向を移動体内で連続的に移動させているので、生体の位置によらず生体を検知することができる。
【００１４】
本発明の生体検知システムにおいて、前記処理部は、前記受信信号から前記生体情報を数値として抽出し、前記数値と閾値とに基づいて、前記生体を分類してもよい。
【００１５】
このように、本発明にかかる生体検知システムは、生体の種類によって異なる数値を生体情報として受信信号から抽出するので、当該数値と閾値とに基づいて生体の種類を精度よく分類することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、実施形態の生体検知システムが搭載される車両の側面図である。
【図２】図２は、車両に搭載される実施形態の生体検知システムの制御系の構成を示すブロック図である。
【図３】図３は、指向性の高い検知波の送信を説明するための車内の側面図である。
【図４】図４は、指向性の高い検知波の送信を説明するための車内を前方から見た図である。
【図５】図５は、指向性の低い検知波の送信を説明するための車内後部を前方から見た図である。
【図６】図６は、処理部が実行する第１実施形態の生体検知処理のフローチャートである。
【図７】図７は、処理部の判定部が実行する分類処理のフローチャートである。
【図８】図８は、第２実施形態における送受信部による検知波の送信方向を説明するための車内後部を前方から見た図である。
【図９】図９は、第３実施形態における指向性の高い検知波の送信を説明するための車内の側面図である。
【図１０】図１０は、第３実施形態における指向性の高い検知波の送信を説明するための車内を前方から見た図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下の例示的な実施形態等の同様の構成要素には共通の符号を付与して、重複する説明を適宜省略する。
【００１８】
＜第１実施形態＞
図１は、実施形態の生体検知システム２０が搭載される車両１０の側面図である。車両１０は、移動体の一例である。車両１０は、例えば、内燃機関（エンジン、図示されず）を駆動源とする自動車（内燃機関自動車）であってもよく、電動機（モータ、図示されず）を駆動源とする自動車（電気自動車、燃料電池自動車等）であってもよく、それらの双方を駆動源とする自動車（ハイブリッド自動車）であってもよい。また、車両１０は、種々の変速装置を搭載してよく、内燃機関及び電動機を駆動するのに必要な種々の装置（システム、部品等）を搭載することができる。また、車両１０における車輪の駆動に関わる装置の方式、個数、及び、レイアウト等は、種々に設定してよい。
【００１９】
図１に示すように、車両１０は、車体１２と、複数のシート１４と、生体検知システム２０とを有する。
【００２０】
車体１２は、乗員等の生体９０が乗車する車室を構成する。車体１２は、シート１４、及び、生体検知システム２０等の車両１０の構成を収容または保持する。
【００２１】
複数のシート１４は、車内に設けられている。複数のシート１４のうち、一部は、車室の前側に設けられ、残りは後側に設けられている。尚、シート１４は、３列以上に配列されていてもよい。シート１４は、乳児用のチャイルドシート１６が取り付け可能に構成されている。乳児の一例は、６歳未満の人である。
【００２２】
生体検知システム２０は、車両１０に搭載され、車両１０内の成人、乳児及び動物等の生体９０を検知する。動物は、例えば、犬または猫等の小動物である。生体検知システム２０は、送受信部２２と、生体検知装置２４とを備える。
【００２３】
送受信部２２は、車両１０の天井に設けられている。送受信部２２は、車両１０の内部で検知波を送受信して、受信した検知波に応じた受信信号を出力する。送受信部２２は、例えば、電波のドップラー効果を利用したドップラーセンサまたはレーダーセンサである。検知波の一例は、ミリ波またはマイクロ波の電波である。
【００２４】
具体的には、送受信部２２が車内に検知波を送信すると、検知波はシート１４及びチャイルドシート１６等を構成する樹脂等の誘電率の低い物質を透過し、乗員等の生体９０の生体９０または金属等には反射される。従って、送受信部２２は、生体９０または金属等によって反射された検知波を受信する。ここで、シート１４に直接着座している成人等の生体９０、及び、チャイルドシート１６上の乳児等の生体９０が車内に存在する場合、送受信部２２は、生体９０の生体情報を含む検知波を受信する。この場合、送受信部２２は、検知波の生体情報に応じた受信信号を出力する。
【００２５】
ここで、送受信部２２は、送信及び受信する検知波の幅である検知幅を切り替え可能に構成されている。検知幅は、検知波の送信方向と直交する方向における、検知波が送信される領域の角度である。例えば、送受信部２２は、第１状態では指向性を有する検知波をいずれかのシート１４上の生体９０が着座する位置に送信する。送受信部２２は、反射された検知波のうち、特定の方向からの検知波を他の方向からの検知波よりも高感度で受信する。換言すれば、送受信部２２は、検知波の受信においても指向性を有する。これにより、送受信部２２は、生体９０の位置を高精度で特定可能な検知波を送受信する。尚、第１状態の一例は、車両１０の駆動源が駆動している状態である。一方、送受信部２２は、第２状態では指向性の低いまたは指向性のない検知波を車内の広い領域（例えば、全域）に送信する。これにより、送受信部２２は、車内のほぼ全域の生体９０を一度で検知可能な検知波を送受信する。尚、第２状態の一例は、車両１０の駆動源が停止している状態である。
【００２６】
生体検知装置２４は、送受信部２２の送信を制御するとともに、送受信部２２が受信した検知波に応じた受信信号から生体情報を抽出して、車両１０内の生体９０を検知する。
【００２７】
図２は、車両１０に搭載される実施形態の生体検知システム２０の制御系の構成を示すブロック図である。図２に示すように、生体検知システム２０は、送受信部２２と、生体検知装置２４とを備える。
【００２８】
送受信部２２は、生体検知装置２４と、情報等の電気信号または光信号を無線通信または有線通信によって入出力可能に接続されている。送受信部２２は、送信部３０と、受信部３２と、電波レーダ部３４とを有する。
【００２９】
送信部３０は、アレイ状に配置された複数の送信アンテナを含む。複数の送信アンテナは、２方向に配列されたマトリックス状に配置されていてもよい。送信部３０は、電波レーダ部３４から取得した送信信号に基づいて、検知波を送信する。例えば、第１状態において、送信部３０は、複数の送信アンテナから位相差のある検知波を送信することによって、指向性を有する検知波を送信してよい。また、第２状態において、送信部３０は、送信アンテナのうち１本の送信アンテナから検知波を送信することにより、指向性の低いまたは指向性のない検知波を送信してよい。
【００３０】
受信部３２は、アレイ状に配置された複数の受信アンテナを含む。複数の受信アンテナは、２方向に配列されたマトリックス状に配置されていてもよい。受信部３２は、人または動物等の車両１０の生体９０によって反射された検知波を受信し、当該検知波に応じて時系列で強度が変化する受信信号を電波レーダ部３４へ出力する。ここで、第１状態において、受信部３２は、同じ方向から来た位相差を有する検知波を複数の受信アンテナで受信する。受信部３２は、複数の受信アンテナによって受信した位相差を有する検知波の位相を揃えることによって受信方向を特定可能な受信信号を出力できる。即ち、受信部３２は、検知波の受信方向に指向性を有する。一方、第２状態において、受信部３２は、１本の受信アンテナによって受信した検知波による受信信号を出力することにより、指向性の低いまたは指向性のない受信信号を出力する。
【００３１】
電波レーダ部３４は、生体検知装置２４から取得した送信信号を送信部３０に出力することにより、送信部３０から指向性を有する検知波を送信させる。電波レーダ部３４は、送信信号を増幅して送信部３０へ出力してよい。電波レーダ部３４は、受信部３２から取得した受信信号を生体検知装置２４へ出力する。電波レーダ部３４は、受信信号に位相差等に基づく信号処理を実行して、受信方向を特定可能な指向性を有する受信信号を出力してよい。更に、電波レーダ部３４は、受信信号をデジタル変換及び増幅して生体検知装置２４へ出力してよい。
【００３２】
生体検知装置２４は、例えば、ＥＣＵ（Electronic  Control  Unit）等のコンピュータである。生体検知装置２４は、処理部４０と、記憶部４２と、インターフェース部４４とを有する。
【００３３】
処理部４０は、例えば、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）等のハードウェアプロセッサである。処理部４０は、指向性幅制御部５０と、指向性方向制御部５２と、生体情報導出部５４と、判定部５６とを有する。処理部４０は、例えば、記憶部４２に格納された生体検知プログラム６０を読み込むことによって、指向性幅制御部５０、指向性方向制御部５２、生体情報導出部５４、及び、判定部５６として機能する。指向性幅制御部５０、指向性方向制御部５２、生体情報導出部５４、及び、判定部５６の一部または全部は、ＡＳＩＣ（Application  Specific  Integrated  Circuit）及びＦＰＧＡ（Field-Programmable  Gate  Array）等の回路によって構成してもよい。
【００３４】
指向性幅制御部５０は、送信部３０が送信する検知波の検知幅の切り替えを制御する。例えば、指向性幅制御部５０は、指向性幅情報により検知波を送信する送信アンテナ及び受信アンテナの本数（即ち、有効素子数）を設定することによって、検知波の検知幅を制御してよい。
【００３５】
指向性幅制御部５０は、状況に応じて、検知波の検知幅を切り替えてよい。例えば、指向性幅制御部５０は、第１状態では生体９０の位置を特定可能に検知波が送信される領域を小さくする第１幅に設定して指向性を高めるとともに、第２状態では広範囲の生体９０を検知可能に検知波が送信される領域を大きくする第２幅に設定して、指向性を低くまたは指向性をなくしてもよい。具体的には、指向性幅制御部５０は、第１幅では送信アンテナ及び受信アンテナを全て使用することによって検知波の検知幅を１０°から３０°にしてよい。一方、指向性幅制御部５０は、第２幅では使用する送信アンテナ及び受信アンテナをそれぞれ１本にすることによって、検知波の検知幅を１５０°から１８０°にしてよい。指向性幅制御部５０は、送信信号の一部として指向性幅情報を送受信部２２へ出力する。
【００３６】
指向性方向制御部５２は、第１状態において検知波の検知幅が第１幅に設定されている場合、アダプティブアレイアンテナによるビームフォーミング制御等の方法によって、送信部３０が送信する検知波の送信方向及び受信方向を制御する。
【００３７】
例えば、指向性方向制御部５２は、各送信部３０が送信する検知波の位相差を指向性方向情報として設定することによって、送信方向を制御してよい。指向性方向制御部５２は、位相差を変化させることにより、検知波の送信方向を車内で移動させてよい。指向性方向制御部５２は、送信信号の一部として設定した位相差を示す指向性方向情報を送受信部２２へ出力するとともに、指向性方向情報を判定部５６へ出力する。
【００３８】
指向性方向制御部５２は、受信した検知波の位相差を低減させて位相を揃えることにより、検知波の受信方向のうち感度の高い受信方向を制御してよい。指向性方向制御部５２は、当該位相差を変化させることによって、受信方向を車内で移動させてよい。指向性方向制御部５２は、変化させる検知波の位相差を指向性方向情報の一部として送受信部２２へ出力するとともに、指向性方向情報を判定部５６へ出力する。
【００３９】
ここで指向性方向制御部５２は、指向性を有する検知波の送信方向及び受信方向を離散した領域間で移動させる。例えば、指向性方向制御部５２は、シート１４上において生体９０が着座する領域であって離散して設定された検知領域間で送信方向及び受信方向を移動させてよい。この場合、指向性方向制御部５２は、位相差を離散的に設定することで、送受信方向を離散的に移動させてよい。
【００４０】
生体情報導出部５４は、送受信部２２から取得した受信信号に生体情報が含まれる場合、受信信号から生体情報を数値として導出する。数値としての生体情報の一例は、生体９０の心拍数である。検知波は、例えば、人等の生体９０の胸部に反射されると、前後に振動する胸部によるドップラー効果によって、生体情報である心拍数と関連するドップラー周波数を示す。従って、生体情報導出部５４は、検知波の受信信号から導出したドップラー周波数を生体情報として抽出してよい。尚、生体情報導出部５４は、受信信号から遅延プロファイルを除去した後、ドップラー周波数を抽出してもよい。遅延プロファイルは、予め設定されたプロファイルであって、生体９０以外の車両１０内の構造物によって反射された検知波の影響を受信信号から除去するためのプロファイルである。従って、遅延プロファイルは、生体９０が存在しない車内で検知波を送受信して生成してもよい。生体情報導出部５４は、ドップラー周波数を生体情報の心拍数として受信信号から抽出できた場合、生体情報を判定部５６へ出力する。
【００４１】
判定部５６は、生体９０の有無を判定し、生体９０が存在する場合、生体９０を分類する。例えば、判定部５６は、生体情報導出部５４から取得した生体情報に基づいて、車両１０内に生体９０が存在すると判定する。判定部５６は、生体情報が示す心拍数と心拍数範囲とに基づいて、生体９０の生体情報の有無を判定してよい。心拍数範囲は、例えば、生体９０の心拍数等に応じて適宜設定され、数値データ６２の一部として記憶部４２に格納されていてよい。心拍数範囲の一例は、１０／分から２００／分程度であってよい。判定部５６は、例えば、心拍数が心拍数範囲内の場合、乗員等の生体９０が車両１０内に存在すると判定してよい。
【００４２】
判定部５６は、生体９０が存在する場合、生体情報の心拍数と閾値心拍数とに基づいて、生体９０が成人か否かを分類する。心拍数は数値としての生体情報の一例である。閾値心拍数は閾値の一例である。閾値心拍数は、予め定められて数値データ６２の一部として、記憶部４２に格納されていてよい。閾値心拍数の一例は、７０／分から８０／分程度であってよい。例えば、判定部５６は、生体情報が示す心拍数が数値データ６２に含まれる閾値心拍数より小さい場合、検知した生体９０が成人であると判定してよい。判定部５６は、生体情報が示す心拍数が数値データ６２に含まれる閾値心拍数より大きい場合、生体９０が成人以外の動物または乳児であると判定してよい。尚、判定部５６は、生体情報の心拍数と閾値心拍数とが一致した場合、いずれに分類してもよい。
【００４３】
更に、判定部５６は、生体９０が成人でないと判定した場合、生体９０が乳児か動物であるかを判定してよい。具体的には、判定部５６は、指向性方向制御部５２から取得した指向性方向情報に基づいて、検知した生体９０の着座している位置を判定するとともに、当該位置のうちシート１４の座面からの高さ（以下、高さ位置）を算出する。例えば、判定部５６は、受信信号から生体９０までの距離を算出して、当該距離と指向性方向情報が示す検知波の送受信方向とに基づいて高さ位置を算出してよい。判定部５６は、当該生体９０の高さ位置と閾値高さとに基づいて、生体９０が乳児か動物であるかを分類してよい。閾値高さは、予め定められて数値データ６２の一部として記憶部４２に格納されていてよい。閾値高さは、数ｃｍから数十ｃｍ程度であってよい。例えば、判定部５６は、生体９０の高さ位置が閾値高さより低い場合、生体９０が動物であると判定してよい。一方、判定部５６は、生体９０の高さ位置が閾値高さより高い場合、乳児であると判定してよい。これは、動物はシート１４の座面に直接着座することが多いが、乳児はシート１４に設置されたチャイルドシート１６上で着座していることに起因する。尚、判定部５６は、生体情報の高さ位置と閾値高さとが一致した場合、いずれに分類してもよい。
【００４４】
判定部５６は、生体９０の有無、生体９０の位置及び生体９０の種類を判定した判定結果を記憶部４２に格納するとともに、インターフェース部４４を介して、情報処理装置６６へ出力する。
【００４５】
記憶部４２は、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）、ＳＳＤ（Solid  State  Drive）、及び、ＨＤＤ（Hard  Disk  Drive）等の記憶装置を含む。記憶部４２は、ネットワーク等を介して接続された外部の記憶装置であってもよい。記憶部４２は、処理部４０と情報を入出力可能に接続されている。記憶部４２は、処理部４０が実行するプログラム、処理部４０がプログラムの実行に必要なデータ及び処理部４０がプログラムの実行によって生成したデータ等を記憶する。
【００４６】
記憶部４２は、例えば、処理部４０が実行する生体検知プログラム６０を記憶する。生体検知プログラム６０は、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact  Disc  Read  Only  Memory）またはＤＶＤ−ＲＯＭ（Digital  Versatile  Disc  Read  Only  Memory）等のコンピュータにより読み取り可能な記憶媒体に記憶されて提供されてもよく、インターネット等のネットワークを介して提供されてもよい。記憶部４２は、例えば、生体検知プログラム６０の実行に必要なデータとして、検知幅、送受信方向を設定するための検知領域、検知した生体９０を分類するための閾値心拍数及び閾値高さ等を含む数値データ６２を記憶する。記憶部４２は、例えば、生体検知プログラム６０の実行によって生成された生体情報及び判定結果を一時的に記憶してよい。
【００４７】
インターフェース部４４は、生体検知装置２４と生体検知システム２０の外部の情報処理装置６６との間の入出力を中継する。従って、インターフェース部４４は、生体検知装置２４が出力した情報を情報処理装置６６へ出力するとともに、情報処理装置６６が出力した情報を生体検知装置２４へ出力する。例えば、インターフェース部４４は、生体検知装置２４の判定部５６が出力した判定結果を情報処理装置６６へ出力する。
【００４８】
情報処理装置６６は、車両１０に搭載された生体検知装置２４よりも上位のＥＣＵ等のコンピュータである。情報処理装置６６は、生体検知装置２４から取得した生体情報及び判定結果に基づいて車両１０内の装置を制御する。例えば、情報処理装置６６は、車両１０が駆動中に生体９０が検知された場合、生体９０の種類及び着座位置等に応じてシートベルト等の装着を指示する画像を表示させる。また、情報処理装置６６は、車両１０が停車中に乳児等の生体９０が検知された場合、スマートフォン等の車両１０の所有者の携帯端末に生体９０が検知された旨を出力してもよい。
【００４９】
図３は、指向性の高い検知波８０の送信を説明するための車内の側面図である。図４は、指向性の高い検知波８０の送信を説明するための車内を前方から見た図である。
【００５０】
図３及び図４に示すように、送受信部２２は、第１状態では指向性の高い第１幅の検知波８０を送信する。例えば、送受信部２２は、検知領域８２に指向性の高い検知波８０を離散的に送信してよい。換言すれば、送受信部２２は、検知領域８２以外の領域には検知波８０を送信しなくてよい。検知領域８２は、乗員が着座する領域を含む予め定められた領域であってよい。この場合、指向性幅制御部５０は、複数の送信アンテナ及び複数の受信アンテナの全てを使用する指示を含む指向性幅情報を生成するとともに、指向性方向制御部５２は、指向性方向情報が示す位相差を離散的に設定する。これにより、送受信部２２は、生体９０を検知可能な検知波８０であって、生体９０までの距離及び検知波８０の送受信方向に基づいて生体９０の高さを特定可能な検知波８０を送受信する。
【００５１】
ここで、図４に示すように、成人９０ａ、チャイルドシート１６上の乳児９０ｂ及び動物９０ｃの胸部は、車内での高さが異なるとともに、生体９０の心拍数は互いに異なる。従って、判定部５６は、生体９０の高さ位置及び心拍数に基づいて、検知した生体９０が成人９０ａ、乳児９０ｂまたは動物９０ｃのいずれかであるかを判定できる。尚、成人９０ａ、乳児９０ｂ及び動物９０ｃを区別する必要がない場合、生体９０と記載する。
【００５２】
図５は、指向性の低い検知波８０の送信を説明するための車内後部を前方から見た図である。
【００５３】
図５に示すように、送受信部２２は、第２状態では指向性の低いまたは指向性のない第２幅の検知波を送信する。この場合、指向性幅制御部５０は、複数の送信アンテナ及び複数の受信アンテナのうち１本のみを使用する指示を含む指向性幅情報を生成する。これにより、判定部５６は、送受信部２２が送受信した検知波８０の受信信号に基づいて車内のほぼ全域に存在する生体９０の有無を判定することができる。
【００５４】
図６は、処理部４０が実行する第１実施形態の生体検知処理のフローチャートである。処理部４０は、生体検知プログラム６０を読み込むことによって、生体検知処理を実行する。
【００５５】
図６に示すように、生体検知処理では、指向性幅制御部５０が第１状態か否かを判定する（Ｓ１０２）。指向性幅制御部５０は、駆動源の駆動状態等に基づいて第１状態と判定すると（Ｓ１０２：Ｙｅｓ）、検知波８０の検知幅を指向性の高い第１幅に設定した指向性幅情報を生成して送受信部２２へ出力する（Ｓ１０４）。
【００５６】
指向性方向制御部５２は、検知波８０の送受信方向を設定する（Ｓ１０６）。具体的には、指向性方向制御部５２は、検知波８０の送信方向及び受信方向に応じた位相差を示す指向性方向情報を設定して送受信部２２及び判定部５６へ出力する。例えば、指向性方向制御部５２は、検知領域８２のいずれかに関連付けられた送信方向及び受信方向の位相差を示す指向性方向情報を設定してよい。
【００５７】
送受信部２２の電波レーダ部３４は、指向性幅制御部５０及び指向性方向制御部５２から検知幅及び送受信方向を示す位相差を含む送信信号を取得すると、送信信号に従って検知波８０を第１幅及び送信方向で送信部３０に送信させる。電波レーダ部３４は、受信部３２が検知波８０を受信すると、受信した検知波８０のうち指向性方向情報が示す受信方向の感度を強くした受信信号を生体検知装置２４へ出力する。
【００５８】
生体情報導出部５４は、受信信号を取得したか否かを判定する（Ｓ１０８）。生体情報導出部５４は、受信信号を取得するまで待機状態となる（Ｓ１０８：Ｎｏ）。
【００５９】
生体情報導出部５４は、受信信号を取得すると（Ｓ１０８：Ｙｅｓ）、受信信号に生体情報（ここでは心拍数）が含まれているか否かを判定する（Ｓ１１０）。例えば、生体情報導出部５４は、受信信号から遅延プロファイルを除去した後、受信信号から生体情報としてのドップラー周波数が含まれているか否かを判定する。生体情報導出部５４は、受信信号からドップラー周波数を抽出できるか否かで生体情報の有無を判定してよい。
【００６０】
生体情報導出部５４は、受信信号に生体情報が含まれていないと判定すると（Ｓ１１０：Ｎｏ）、ステップＳ１１４以降を実行する。生体情報導出部５４は、受信信号に生体情報が含まれていると判定すると（Ｓ１１０：Ｙｅｓ）、受信信号とともに当該生体情報を判定部５６へ出力する。
【００６１】
判定部５６は、生体情報を取得すると、当該生体情報の生体９０を分類する分類処理を実行する（Ｓ１１２）。図７は、処理部４０の判定部５６が実行する分類処理のフローチャートである。
【００６２】
図７に示すように、判定部５６は、検知波８０の送受信方向上に生体９０が存在するか否かを判定する（Ｓ１５０）。例えば、判定部５６は、生体情報が示す心拍数が周波数範囲内であれば、生体９０が存在すると判定し、心拍数が周波数範囲外であれば、生体９０が存在しないと判定する。判定部５６は、生体９０が存在しないと判定すると（Ｓ１５０：Ｎｏ）、分類処理を終了して、ステップＳ１１４以降を実行する。
【００６３】
判定部５６は、生体９０が存在すると判定すると（Ｓ１５０：Ｙｅｓ）、生体情報の心拍数が閾値心拍数より小さいか否かを判定する（Ｓ１５２）。判定部５６は、閾値心拍数より小さいと判定すると（Ｓ１５２：Ｙｅｓ）、生体情報の生体９０を成人９０ａとして分類する（Ｓ１５４）。一方、判定部５６は、生体情報の心拍数が閾値心拍数より大きいと判定すると（Ｓ１５２：Ｎｏ）、受信方向から生体９０までの距離を算出して、当該距離と指向性方向情報が示す送受信方向に基づいて生体９０の高さ位置を算出する（Ｓ１５６）。
【００６４】
判定部５６は、生体９０の高さ位置が閾値高さより高いか否かを判定する（Ｓ１５８）。判定部５６は、生体９０の高さ位置が閾値高さよりも高い場合（Ｓ１５８：Ｙｅｓ）、生体情報の生体９０を乳児９０ｂに分類する（Ｓ１６０）。一方、判定部５６は、生体９０の高さ位置が閾値高さよりも低い場合（Ｓ１５８：Ｎｏ）、生体情報の生体９０を動物９０ｃに分類する（Ｓ１６２）。判定部５６は、ステップＳ１５４、Ｓ１６０、Ｓ１６２のいずれかを実行すると、分類処理を終了して、ステップＳ１１４以降を実行する。
【００６５】
図６に戻って、判定部５６は、全ての検知領域８２に検知波８０を送信したか否かを判定する（Ｓ１１４）。判定部５６は、全ての検知領域８２に検知波８０を送信していないと判定すると（Ｓ１１４：Ｎｏ）、処理部４０はステップＳ１０６以降を繰り返す。尚、二回目以降のステップＳ１０６の処理において、指向性方向制御部５２は、送受信方向が離散的になるように、既に設定済みの位相差に対して離散的な位相差を示す指向性方向情報を設定して送受信部２２及び判定部５６へ出力する。処理部４０がステップＳ１０６以降を繰り返し、判定部５６が、送受信部２２によって全ての検知領域８２に検知波８０が送信されたと判定すると（Ｓ１１４：Ｙｅｓ）、判定部５６は、生体９０の有無、生体９０の位置及び生体９０の種類を含む判定結果を記憶部４２に格納するとともに、インターフェース部４４を介して情報処理装置６６へ出力する（Ｓ１１６）。
【００６６】
指向性幅制御部５０は、第１状態でない、即ち、第２状態であると判定すると（Ｓ１０２：Ｎｏ）、検知幅を第２幅に設定し、第２幅を示す送信信号を送受信部２２へ出力する（Ｓ１２２）。
【００６７】
送受信部２２の電波レーダ部３４は、指向性幅制御部５０から検知幅を含む送信信号を取得すると、送信信号が示す第２幅に従って検知波８０を車内のほぼ全域に送信部３０に送信させる。電波レーダ部３４は、受信部３２が検知波８０を受信すると、受信した検知波８０に対応する受信信号を生体検知装置２４へ出力する。
【００６８】
生体情報導出部５４は、受信信号を取得したか否かを判定する（Ｓ１２４）。生体情報導出部５４は、受信信号を取得するまで待機状態となる（Ｓ１２４：Ｎｏ）。
【００６９】
生体情報導出部５４は、受信信号を取得すると（Ｓ１２４：Ｙｅｓ）、受信信号に生体情報（ここでは心拍数）が含まれているか否かを判定する（Ｓ１２６）。生体情報導出部５４は、受信信号に生体情報が含まれていないと判定すると（Ｓ１２６：Ｎｏ）、処理部４０は生体検知処理を終了する。生体情報導出部５４は、受信信号に生体情報が含まれていると判定すると（Ｓ１２６：Ｙｅｓ）、判定部５６へ生体情報を出力する。判定部５６は、生体情報が示す心拍数が心拍数範囲内か否かで生体９０が存在するか否かを判定する（Ｓ１２８）。判定部５６が、生体９０が存在しないと判定すると（Ｓ１２８：Ｎｏ）、処理部４０は生体検知処理を終了する。一方、判定部５６は、生体９０が存在すると判定すると（Ｓ１２８：Ｙｅｓ）、生体９０の有無、生体９０の位置及び生体９０の種類を含む判定結果を、記憶部４２に格納するとともに、情報処理装置６６へ出力する（Ｓ１３０）。これにより、処理部４０は生体検知処理を終了する。
【００７０】
上述したように、生体検知システム２０は、指向性を有する検知波８０を送信するので、車両１０内の生体９０の存在を判定するとともに、生体９０が存在する場合、車両１０内の生体９０の位置を高精度で検知することができる。また、生体検知システム２０は、指向性を有する検知波８０によって車内の着座位置以外への検知波８０の送信を低減できるので、着座位置以外の物体の反射による誤検知を低減できる。更に、生体検知システム２０は、生体９０の位置に基づいて、心拍数の近い乳児９０ｂ及び動物９０ｃ等の生体９０の種類を分類することができる。
【００７１】
生体検知システム２０は、検知波８０の検知幅を切り替えるので、用途に応じて検知波８０で生体９０を検知できる検知範囲の広さを変更することができる。これにより、生体検知システム２０は、検知波８０の検知幅を小さい第１幅に設定して検知波８０の指向性を高めることで、生体９０の位置を高精度で判定するとともに、生体９０の種類を判定することができる。一方、生体検知システム２０は、検知波８０の検知幅を大きい第２幅に設定して検知波８０を車内に送受信することで、一度の検知波８０の送受信による少ない処理負担で車内の広い範囲で生体９０の存在を判定できる。これにより、生体検知システム２０は、車両１０の停車中等において、ワンボックスカー等の車両１０の構造及びシート１４のレイアウト等によらず、閉じ込められた乳児９０ｂ及び車両１０内の侵入者等を検知することができる。
【００７２】
生体検知システム２０は、指向性の高い検知波８０の送信方向及び受信方向を移動させることによって、個数の少ない送受信部２２によって、車両１０内の複数の特定箇所（例えば、着座領域）で生体９０を検知することができる。また、生体検知システム２０は、検知波８０を移動させることにより、送受信部２２の設置場所によらず車両１０内の複数箇所の生体９０を検知できる。更に、生体検知システム２０は、指向性の高い検知波８０を離散的に送信方向及び受信方向を移動させることによって、受信信号の処理回数を低減することができる。
【００７３】
生体検知システム２０は、生体９０の種類によって異なる心拍数を生体情報として受信信号から抽出しているので、心拍数と閾値心拍数とに基づいて生体９０の種類を分類（例えば、成人９０ａか否か）できる。
【００７４】
生体検知システム２０は、ドップラー周波数によって生体９０を検知するので、物体等を生体９０として検知することを低減できる。
【００７５】
＜第２実施形態＞
次に、送信方向及び受信方向の少なくとも一方を連続的に変化させる第２実施形態について説明する。図８は、第２実施形態における送受信部２２による検知波８０の送信方向を説明するための車内後部を前方から見た図である。
【００７６】
図８に示すように、第２実施形態の送受信部２２の送信部３０は、車内で検知波８０の送信方向及び受信方向を連続的に移動させる。例えば、指向性方向制御部５２は、送信部３０の複数の送信アンテナから送信される検知波８０間の位相差を連続的に変化させる。送信部３０は、例えば、シート１４上のほぼ全域で検知波８０を連続的に移動させてよい。この場合、送信部３０は、検知波８０をシート１４上以外の領域には送信しなくてもよい。送受信部２２は、受信部３２が受信した検知波８０の位相差を連続的に揃えることによって、検知波８０の受信方向を車内で連続的に移動させてもよい。
【００７７】
第２実施形態の生体検知処理は、ステップ１０６において、指向性方向制御部５２が、送受信方向を連続的に移動させるために位相差を連続的に設定する以外は同様である。
【００７８】
第２実施形態の生体検知システム２０は、検知波８０の送信方向及び受信方向の少なくとも一方を車内で連続的に移動させているので、シート１４のレイアウト、傾き及び方向等によらず生体９０を検知することができる。これにより、生体検知システム２０は、バス等のようにシート１４の列数の多いレイアウト等であっても生体９０を高い精度で検知することができる。また、生体検知システム２０は、就寝するためにシート１４が倒されている、及び、シート１４が後ろ向きに変更されている等によって乗員等の生体９０が着座領域からずれていても、生体９０を高い精度で検知することができる。
【００７９】
＜第３実施形態＞
送受信部２２の搭載位置が第１実施形態と異なる第３実施形態について説明する。図９は、第３実施形態における指向性の高い検知波８０の送信を説明するための車内の側面図である。図１０は、第３実施形態における指向性の高い検知波８０の送信を説明するための車内を前方から見た図である。
【００８０】
図９及び図１０に示すように、送受信部２２は、後部のシート１４の前方に設けられていてもよい。例えば、送受信部２２は、前側のシート１４のシートバック内に設けられていてもよい。この場合、前側のシート１４の生体９０を検知するための別の送受信部２２が、ダッシュボード内等に設けられていてもよい。
【００８１】
上述した各実施形態の構成の機能、接続関係、個数、配置等は、発明の範囲及び発明の範囲と均等の範囲内で適宜変更、削除等してよい。各実施形態を適宜組み合わせてもよい。各実施形態の各ステップの順序を適宜変更してよい。
【００８２】
上述の実施形態では、移動体の一例として車両１０を挙げて説明したが、移動体は車両１０に限定されない。例えば、移動体は、二輪車等の車両、船舶、及び、飛行機等であってもよい。
【００８３】
上述の実施形態では、位相差等によって検知波８０の送信方向を制御する例を挙げたが、検知波８０の指向性の方向の制御方法は、位相差による方法に限定されない。例えば、送受信部２２は、送信部３０または受信部３２の方向を機械的に回転させることによって、送信方向または受信方向を変更してもよい。例えば、この場合、送信部３０または受信部３２の少なくとも一方がパラボラアンテナ等によって構成されていてよい。
【００８４】
上述の実施形態では、検知波８０の送信方向及び受信方向の両方が指向性を有する送受信部２２を例に挙げて説明したが、送受信部２２の構成はこれに限定されない。送受信部２２は、検知波８０の送信または受信の少なくとも一方に指向性を有すればよい。
【００８５】
上述の実施形態では、指向性幅制御部５０が、送信部３０の送信アンテナ及び受信部３２の受信アンテナの使用する本数を設定して指向性の幅を切り替える例を挙げたが、指向性の幅を切り替える方法はこれに限定されない。例えば、送受信部２２が指向性の幅の異なる複数の送信部または複数の受信部を有し、指向性幅制御部５０が複数の送信部及び複数の受信部を選択することで、指向性の幅を切り替えてもよい。
【００８６】
上述の実施形態では、判定部５６がドップラー周波数から抽出された心拍数を生体情報として生体９０の存在等を判定したが、生体９０の判定方法はこれに限定されない。例えば、判定部５６はパルス方式またはＦＭＣＷ（Frequency  Modulated  Continuous  Wave）方式等によって生体９０の存在等を判定してもよい。
【００８７】
上述の実施形態では、生体情報導出部５４が時系列で強度が変化する受信信号を処理する例を挙げて説明したが、生体情報導出部５４による受信信号の処理方法はこれに限定されない。例えば、生体情報導出部５４は、受信信号をフーリエ変換によって周波数変換した受信信号を処理して、生体９０の存在及び生体情報を導出してもよい。この場合であっても、生体情報導出部５４は、周波数変換前の受信信号から遅延プロファイルを除去した後に周波数変換した受信信号、または、遅延プロファイルを周波数変換したプロファイルを周波数変換した受信信号から除去した受信信号から生体情報を抽出してもよい。
【００８８】
上述の実施形態では、判定部５６がアレイ状のアンテナで送受信された検知波８０に含まれるドップラー周波数に基づいて生体９０の存在を判定したが、生体９０の判定方法はこれに限定されない。例えば、送受信部２２が車内の全域に指向性のない検知波８０を送信した場合、判定部５６は、ＭＩＭＯ（Multiple-Input  and  Multiple-Output）によって得られた固有値を解析して電波伝搬チャネルを取得できた場合、車内に生体９０が存在すると判定してもよい。また、判定部５６は、アレイ状のアンテナにおいても、固有値を解析して固有値の変動により生体９０の存在を判定してもよい。
【００８９】
上述の実施形態では、判定部５６が第１状態において生体９０の種類を分類する例を挙げて説明したが、判定部５６は第１状態において生体９０の存在及び位置を判定して、生体９０の種類は分類しなくてもよい。この場合、判定部５６は、分類処理のうち、ステップＳ１５０以外を省略してよい。上述の実施形態では、第２状態の場合、判定部５６が分類処理を実行しない例を挙げたが、第２状態においても判定部５６は分類処理を実行してもよい。
【００９０】
上述の第１実施形態では、天井に１個の送受信部２２が設置されている例を挙げて説明したが送受信部２２の個数は１個に限定されない。例えば、２個以上の送受信部２２が天井に設けられていてもよい。
【００９１】
上述の実施形態では、検知波８０の検知幅を切り替え可能な生体検知システム２０を例に挙げて説明したが、生体検知システム２０の構成はこれに限定されない。例えば、生体検知システム２０は、検知幅が指向性の高い第１幅のみであってもよい。この場合、図６におけるステップＳ１０２及びステップＳ１２２以降は省略してよい。
【００９２】
上述の実施形態では、数値としての生体情報の例として心拍数を例に挙げて説明したが、数値としての生体情報は呼吸数等の生体毎に異なり生体を分類可能な他の数値であってもよい。この場合、閾値は、呼吸数に対応した閾値呼吸数等であってよい。尚、生体情報は数値以外の情報であってもよい。
【符号の説明】
【００９３】
１０：車両、    ２０：生体検知システム、    ２２：送受信部、    ２４：生体検知装置、    ４０：処理部、    ４２：記憶部、    ５０：指向性幅制御部、    ５２：指向性方向制御部、    ５４：生体情報導出部、    ５６：判定部、    ６０：生体検知プログラム、    ６２：数値データ、    ８０：検知波、    ８２：検知領域、    ９０：生体、    ９０ａ：成人、    ９０ｂ：乳児、    ９０ｃ：動物。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2019168379.tif 000009
【図８】
2019168379.tif 000010
【図９】
2019168379.tif 000011
【図１０】
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