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公開番号2025122485
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-21
出願番号2024018013
出願日2024-02-08
発明の名称生体検出装置、生体検出方法
出願人株式会社SOKEN,株式会社デンソー
代理人個人,個人,個人
主分類G01S 13/56 20060101AFI20250814BHJP(測定;試験)
要約【課題】対象エリア内に生体が存在するか否かをより精度良く判定可能な生体検出装置を提供する。
【解決手段】生体検出装置1は、コントローラとレーダモジュールを含む。コントローラは、サンプリング処理を計測間隔(例えば100ミリ秒)で実行する。1回のサンプリング処理は、レーダモジュールが探査波としてのインパルス信号を送信してから所定の継続時間が経過するまでの反射波の受信強度の推移を示すデータを計測データセットとしてメモリに保存することを含む。コントローラは、複数の計測データセットから、特定の観測タイミング(換言すれば抽出点)における受信強度の検出値を抽出した抽出データセットを生成する。コントローラは、抽出データセットを解析することにより、車内に乗員が存在するか否かを判定する。
【選択図】図10
特許請求の範囲【請求項１】
所定の周波数帯の電波を探査波として送信可能に構成されている送信部（３２）と、
前記電波を受信可能に構成されている受信部（３５）と、
前記受信部が受信した信号に基づいて、所定の検出対象エリアに生体が存在するか否かを判断する判断部（２）と、を備える生体検出装置であって、
前記判断部は、
前記送信部を用いて間欠的に前記探査波を送信することと、前記探査波が送信されてから所定時間が経過したタイミングである観測タイミングでの前記電波の受信強度を取得することとを含むサンプリング処理を、所定の計測間隔で実施することと、
前記サンプリング処理を実施するたびに、前記観測タイミングでの受信強度の観測値をメモリに保存することと、
前記観測タイミングでの複数の観測値を取得順に並べたデータセットである強度データセットを生成することと、
前記強度データセットを解析することによって、前記検出対象エリアに前記生体が存在するか否かを判断することと、を実施するように構成されている生体検出装置。
続きを表示（約 1,700 文字）【請求項２】
前記強度データセットを解析することは、当該強度データセット又は当該強度データセットをフィルタ処理したフィルタ済みデータセットに対して周波数解析を行い、周波数特性を示す周波数特性データを取得することと、
前記周波数特性データに基づき、前記強度データセットにおいて最も強度が強い周波数成分であるピーク周波数を取得することと、を含み、
前記判断部は、前記ピーク周波数に基づいて、前記検出対象エリアに前記生体が存在するか否かを判断するように構成されている、請求項１に記載の生体検出装置。
【請求項３】
前記強度データセットを解析することは、前記ピーク周波数の強度と、その他の周波数成分の強度の差を示すパラメータである尖度を算出することを含み、
前記判断部は、前記ピーク周波数とその尖度に基づいて、前記検出対象エリアに前記生体が存在するか否かを判断するように構成されている、請求項２に記載の生体検出装置。
【請求項４】
前記判断部は、
前記ピーク周波数が所定範囲であり、かつ、前記尖度が所定値以上であることに基づいて、前記検出対象エリアに前記生体が存在すると判定するように構成されている、請求項３に記載の生体検出装置。
【請求項５】
前記サンプリング処理は、前記探査波が送信されてからそれぞれ異なる複数の観測タイミングでの前記電波の受信強度を取得することを含み、
前記判断部は、
前記サンプリング処理を実施するたびに、複数の前記観測タイミングでの受信強度の観測値をメモリに保存することと、
前記観測タイミングごとの前記強度データセットを取得することと、
前記観測タイミングごとの前記強度データセットに基づいて、前記観測タイミングごとの前記ピーク周波数及びその尖度を取得することと、
複数の前記ピーク周波数のうち、前記尖度が所定の採用条件を充足する前記ピーク周波数に基づいて、前記検出対象エリアに前記生体が存在するか否かを判断することと、を実施するように構成されている、請求項３に記載の生体検出装置。
【請求項６】
前記探査波は、インパルス状の電波である、請求項１に記載の生体検出装置。
【請求項７】
前記送信部と前記受信部を含む複数のレーダモジュールを備え、
前記複数のレーダモジュールは、第１のレーダモジュール（３Ａ）と、第２のレーダモジュール（３Ｂ）を含み、
前記第１のレーダモジュールと、前記第２のレーダモジュールは異なるタイミングで前記サンプリング処理を実行するように構成されている、請求項１に記載の生体検出装置。
【請求項８】
車両で使用される、請求項１に記載の生体検出装置であって
前記判断部は、車内に乗員がいるか否かを判断するように構成されている、生体検出装置。
【請求項９】
前記判断部は、
前記車両が施錠されてから１０秒以内に前記サンプリング処理を複数回実行するように構成されており、
前記車両が施錠されてから１０秒以内に取得された受信強度のデータに基づいて車内に乗員が残っているか否かを判断するように構成されている、請求項８に記載の生体検出装置。
【請求項１０】
送信部を用いて間欠的に探査波を送信することと、前記探査波が送信されてから所定時間が経過したタイミングである観測タイミングでの前記探査波の受信強度を取得することとを含むサンプリング処理を、所定の計測間隔で実施することと、
前記サンプリング処理を実施するたびに、前記観測タイミングでの前記受信強度の観測値をメモリに保存することと、
前記観測タイミングでの複数の観測値を取得順に並べたデータセットである強度データセットを生成することと、
前記強度データセットを解析することによって、検出対象エリアに生体が存在するか否かを判断することと、を含む生体検出方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、特定空間に人間が存在することを検出するための技術に関する。
続きを表示（約 2,400 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、ＦＭ－ＣＷ（Frequency Modulated Continuous Wave）レーダを用いて、車内にいる乗員を検出する技術が記載されている。具体的には、ビート信号と受信信号の差分信号を周波数解析することにより、反射体までの距離を検出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
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】
特許文献１では検出物が乗員と判断されている。しかしながら、車内のような反射物が多い環境（いわゆるマルチパス環境）では、レーダが送信した探査波は多様な物体で反射されて、レーダへと戻る。つまり、レーダ装置は、人間以外の物体も検出しうる。特許文献１に開示の構成では、座席等の構造物を人間として誤検知するおそれがあった。
【０００５】
本開示の目的の１つは、マルチパス環境下においても対象エリア内に生体が存在するか否かを判断可能な技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
ここに開示される生体検出装置は、所定の周波数帯の電波を探査波として送信可能に構成されている送信部（３２）と、電波を受信可能に構成されている受信部（３５）と、受信部が受信した信号に基づいて、所定の検出対象エリアに生体が存在するか否かを判断する判断部（２）と、を備える生体検出装置であって、判断部は、送信部を用いて間欠的に探査波を送信することと、探査波が送信されてから所定時間が経過したタイミングである観測タイミングでの電波の受信強度を取得することとを含むサンプリング処理を、所定の計測間隔で実施することと、サンプリング処理を実施するたびに、観測タイミングでの受信強度の観測値をメモリに保存することと、観測タイミングでの複数の観測値を取得順に並べたデータセットである強度データセットを生成することと、強度データセットを解析することによって、検出対象エリアに生体が存在するか否かを判断することと、を実施するように構成されている。
【０００７】
また、本開示に含まれる生体検出方法は、送信部を用いて間欠的に探査波を送信することと、探査波が送信されてから所定時間が経過したタイミングである観測タイミングでの探査波の受信強度を取得することとを含むサンプリング処理を、所定の計測間隔で実施することと、サンプリング処理を実施するたびに、観測タイミングでの受信強度の観測値をメモリに保存することと、観測タイミングでの複数の観測値を取得順に並べたデータセットである強度データセットを生成することと、強度データセットを解析することによって、検出対象エリアに生体が存在するか否かを判断することと、を含む。
【０００８】
生体で反射されて戻ってくる探査波の受信強度は、生体の呼吸に連動したリズムで変動しうる。この特性は、生体からの直接的な反射波だけでなく、生体で反射された後、又は生体で反射される前において、周囲の構造物で反射された信号である間接波においても同様であることが期待される。故に、検出対象エリアに生体が存在する場合には、探査波が送信されてから所定時間後に位置する特定タイミングで観測される受信強度は、長期的に見れば呼吸に応じたリズムで変動することが期待できる。本開示は当該着想に基づいて創出されたものである。上記の生体検出装置／生体検出方法が生体の有無の判定（いわゆる存否判定）に使用する強度データセットは、観測タイミングでの受信強度が、サンプリング処理の実行間隔で並んだデータである。強度データセットは、相対的に長い期間での観測タイミングでの受信強度の推移を表す。すなわち、検出対象エリアに生体が存在する場合、強度データセットは、呼吸に応じた周期で振動する波形を示しうる。このように上記装置／方法で使用される強度データセットは、生体の有無を示すデータであるため、当該データを解析することで検出対象エリアに生体が存在するか否かを判断可能である。また、上記判断方法は、直接波に限らず、間接波を用いても、生体の有無を判断可能である。つまり、マルチパス環境下において、生体の有無を判断可能となる。
【０００９】
なお、特許請求の範囲に記載した括弧内の符号は、一つの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、本開示の技術的範囲を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
車両における生体検出装置の搭載位置の一例を説明するための図である。
生体検出装置の構成を示すブロック図である。
レーダモジュールが受信しうる信号の種類について説明するための図である。
受信強度の変化を示す図である。
抽出データセットについて説明するための図である。
長期的には或るサンプリング点での受信強度が呼吸に連動して変動することを示すグラフである。
１つの計測データセットにおける使用可能領域を示す図である。
生体検出処理のフローチャートである。
計測処理のフローチャートである。
存否判定処理のフローチャートである。
振幅値の決定方法について説明するための図である。
複数の計測データセットから生成される複数の抽出データセットについて説明するための図である。
複数の抽出データセットを用いた存否判定処理のフローチャートである。
尖度とピーク周波数の関係を示す図である。
生体検出装置の他の構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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