JP2002114127A - 乗員保護装置 - Google Patents
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- Electromagnetism (AREA)
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- Air Bags (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 簡単な構造で、安全に動作を制御することの
できる乗員保護装置を得る。 【解決手段】 乗員保護装置は、車両の室内上部に、座
席の位置から斜め後方の位置に設置されて、赤外線を放
射する赤外線放射手段と、前記平面状の赤外線が前記運
転席や助手席の乗員に当って散乱された光スポットの位
置を検出するため赤外線検出手段と、前記赤外線検出手
段の出力から前記乗員の大きさや着座位置等の３次元形
状を求め、エアバッグ等の保護装置の動作を制御する制
御手段とを備える。このような構成により、より安全な
乗員保護装置を得らることができる。
できる乗員保護装置を得る。 【解決手段】 乗員保護装置は、車両の室内上部に、座
席の位置から斜め後方の位置に設置されて、赤外線を放
射する赤外線放射手段と、前記平面状の赤外線が前記運
転席や助手席の乗員に当って散乱された光スポットの位
置を検出するため赤外線検出手段と、前記赤外線検出手
段の出力から前記乗員の大きさや着座位置等の３次元形
状を求め、エアバッグ等の保護装置の動作を制御する制
御手段とを備える。このような構成により、より安全な
乗員保護装置を得らることができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車の衝突時
に、乗員を保護するために用いられる、エアバッグシス
テム等の乗員保護装置に関する。
に、乗員を保護するために用いられる、エアバッグシス
テム等の乗員保護装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】エアバッグは、自動車の衝突時に、ハン
ドルやダッシュボードと乗員との間で急膨張し、乗員を
保護するためのものである。しかし、運転者が小柄であ
るために、ハンドルに近い位置で運転した場合や、子供
が助手席用シートの前方に立った場合等、ハンドルやダ
ッシュボードと乗員との間の距離が極めて近い場合に
は、このエアバッグの展開が乗員に傷害を与える場合が
あることが知られている。また、助手席乗員が６才以下
の子供である場合には、正常位置に着座しているとして
も、エアバッグを展開しない方が安全であるとされてい
る。このため、米国では、エアバッグを用いた乗員保護
装置においては、乗員検知装置の設置義務が法制化され
ようとしている。
ドルやダッシュボードと乗員との間で急膨張し、乗員を
保護するためのものである。しかし、運転者が小柄であ
るために、ハンドルに近い位置で運転した場合や、子供
が助手席用シートの前方に立った場合等、ハンドルやダ
ッシュボードと乗員との間の距離が極めて近い場合に
は、このエアバッグの展開が乗員に傷害を与える場合が
あることが知られている。また、助手席乗員が６才以下
の子供である場合には、正常位置に着座しているとして
も、エアバッグを展開しない方が安全であるとされてい
る。このため、米国では、エアバッグを用いた乗員保護
装置においては、乗員検知装置の設置義務が法制化され
ようとしている。
【０００３】このための乗員検知装置を備えた乗員保護
装置としては、例えば、特開平１０−１００８５８号公
報に記載されたものが知られている。この装置の構造
を、図６に基づいて説明する。図６において、１は自動
車等の車両のフロントウインドシールドで、このフロン
トウインドシールド１の下部に設けられたダッシュボー
ド２には、助手席４に対向して前面衝突用エアバッグ３
が収納されている。５は、エアバッグ３が展開した場合
に人が存在すると、負傷する恐れのある危険領域を表し
ている。また、ダッシュボード２には、赤外線ビームを
放射するための赤外線放射手段１１と、ＰＳＤを備えた
赤外線検出手段１６とが設けられている。赤外線放射手
段１１と赤外線検出手段１６とで位置検出手段２０を構
成する。
装置としては、例えば、特開平１０−１００８５８号公
報に記載されたものが知られている。この装置の構造
を、図６に基づいて説明する。図６において、１は自動
車等の車両のフロントウインドシールドで、このフロン
トウインドシールド１の下部に設けられたダッシュボー
ド２には、助手席４に対向して前面衝突用エアバッグ３
が収納されている。５は、エアバッグ３が展開した場合
に人が存在すると、負傷する恐れのある危険領域を表し
ている。また、ダッシュボード２には、赤外線ビームを
放射するための赤外線放射手段１１と、ＰＳＤを備えた
赤外線検出手段１６とが設けられている。赤外線放射手
段１１と赤外線検出手段１６とで位置検出手段２０を構
成する。
【０００４】次に、この従来の乗員保護装置の動作につ
いて説明する。赤外線放射手段１１からは、図６に示す
ように、斜め上方に赤外線ビームが放射される。大人が
助手席４に正常に着席している場合等、危険領域５に人
がいない場合には、この赤外線ビームは車室天井６に達
し、車室天井６に赤外線スポットを作る。また、逆に、
子供が助手席４の前に立った場合のように、危険領域５
に人が存在する場合には、赤外線ビームは人体によって
遮られるため、赤外線スポットは人体上に作られる。赤
外線検出手段１６によって、この赤外線スポットの位置
を検出することにより、三角測量の原理で赤外線検出手
段１６（すなわちダッシュボード２）と人体の距離を検
出することができる。図示しない電子制御ユニット（Ｅ
ＣＵ）は、この検出された距離が極めて近く、エアバッ
グ３が展開すると危険であると判断した場合や、図示し
ない加速度センサで衝突を検出した場合には、エアバッ
グ３の展開を抑制し、エアバッグ３の展開により乗員に
傷害を与えることを防止する。
いて説明する。赤外線放射手段１１からは、図６に示す
ように、斜め上方に赤外線ビームが放射される。大人が
助手席４に正常に着席している場合等、危険領域５に人
がいない場合には、この赤外線ビームは車室天井６に達
し、車室天井６に赤外線スポットを作る。また、逆に、
子供が助手席４の前に立った場合のように、危険領域５
に人が存在する場合には、赤外線ビームは人体によって
遮られるため、赤外線スポットは人体上に作られる。赤
外線検出手段１６によって、この赤外線スポットの位置
を検出することにより、三角測量の原理で赤外線検出手
段１６（すなわちダッシュボード２）と人体の距離を検
出することができる。図示しない電子制御ユニット（Ｅ
ＣＵ）は、この検出された距離が極めて近く、エアバッ
グ３が展開すると危険であると判断した場合や、図示し
ない加速度センサで衝突を検出した場合には、エアバッ
グ３の展開を抑制し、エアバッグ３の展開により乗員に
傷害を与えることを防止する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ダッシュボードと人体
との距離を検出する位置検出手段を備えた乗員保護装置
の一例としては、特開平１１−２８６２５６号公報に示
される如く、超音波センサを用いたものや、特開平１１
−２１７０５６号公報に示される如く、光センサを用い
たもの等、幾つかの方式が知られている。しかし、いず
れの場合にも、位置検出手段は、乗員前方のダッシュボ
ード、または、車室天井の前端に備えられており、ダッ
シュボードと乗員の前面との距離を測定している。従っ
て、例えば、乗員が雑誌や新聞を広げた場合や、体の前
面に手を伸した場合には、システムは、危険領域に人が
存在すると誤認識し、エアバッグの展開が必要な衝突の
場合にも、エアバッグの展開を抑制してしまうという問
題点があった。
との距離を検出する位置検出手段を備えた乗員保護装置
の一例としては、特開平１１−２８６２５６号公報に示
される如く、超音波センサを用いたものや、特開平１１
−２１７０５６号公報に示される如く、光センサを用い
たもの等、幾つかの方式が知られている。しかし、いず
れの場合にも、位置検出手段は、乗員前方のダッシュボ
ード、または、車室天井の前端に備えられており、ダッ
シュボードと乗員の前面との距離を測定している。従っ
て、例えば、乗員が雑誌や新聞を広げた場合や、体の前
面に手を伸した場合には、システムは、危険領域に人が
存在すると誤認識し、エアバッグの展開が必要な衝突の
場合にも、エアバッグの展開を抑制してしまうという問
題点があった。
【０００６】また、乗員は必ずしも正規の位置にいると
は限らず、横方向にずれて着座する場合もあるため、上
記従来例のように、１本の赤外線ビームを用いる方法で
は、人体に赤外線ビームが当らない場合もあった。
は限らず、横方向にずれて着座する場合もあるため、上
記従来例のように、１本の赤外線ビームを用いる方法で
は、人体に赤外線ビームが当らない場合もあった。
【０００７】また、米国特許第５，１１８，１３４号明
細書に記載された如く、位置検出手段によって衝突時の
乗員の動きを検出し、それによって衝突を検出し、エア
バッグ等の乗員保護装置の動作を制御する方式も知られ
ているが、実際には、距離センサの応答性や、耐外乱性
が十分でなく、未だ実用化されていない。例えば、超音
波を用いる距離センサでは、音速が限られていることか
ら、例えば１ｍの距離を検出するためには、原理的に、
音が１ｍを往復するのに要する６ｍｓより応答性を速く
することができず、また、ＰＳＤを用いた位置検出手段
でも、乗員に直射日光が当った場合のような、強い外乱
光が作用した場合にも、正常動作を保証しようとする
と、応答性を速くできないという問題点があった。
細書に記載された如く、位置検出手段によって衝突時の
乗員の動きを検出し、それによって衝突を検出し、エア
バッグ等の乗員保護装置の動作を制御する方式も知られ
ているが、実際には、距離センサの応答性や、耐外乱性
が十分でなく、未だ実用化されていない。例えば、超音
波を用いる距離センサでは、音速が限られていることか
ら、例えば１ｍの距離を検出するためには、原理的に、
音が１ｍを往復するのに要する６ｍｓより応答性を速く
することができず、また、ＰＳＤを用いた位置検出手段
でも、乗員に直射日光が当った場合のような、強い外乱
光が作用した場合にも、正常動作を保証しようとする
と、応答性を速くできないという問題点があった。
【０００８】さらに、前後方向の衝突だけでなく、横方
向の衝突も位置検出手段によって検出しようとすると、
横方向の位置を検出する位置検出手段が別途必要になる
という問題点があった。
向の衝突も位置検出手段によって検出しようとすると、
横方向の位置を検出する位置検出手段が別途必要になる
という問題点があった。
【０００９】そこで、この発明は、上記問題点を解決す
るためになされたもので、簡単な構造で、安全に動作方
法を制御することのできる乗員保護装置を得ることを目
的とするものである。
るためになされたもので、簡単な構造で、安全に動作方
法を制御することのできる乗員保護装置を得ることを目
的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明に係る乗員保護装
置は、車両の室内上部に、座席の位置から斜め後方の位
置に設置されて、赤外線を放射する赤外線放射手段と、
前記赤外線放射手段からオフセットした位置に配置さ
れ、前記平面状の赤外線が前記運転席や助手席の乗員に
当って散乱された光スポットの位置を検出するため赤外
線検出手段と、前記赤外線検出手段の出力から前記乗員
の大きさや着座位置等の３次元形状を求め、エアバッグ
等の保護装置の動作を制御する制御手段と、を備えたも
のである。また、前記赤外線放射手段は、車両の天井
の、運転席や助手席の乗員の頭の位置から斜め後方のル
ームランプの近傍に設置されるものである。さらに、前
記赤外線放射手段は、平面状の赤外線シート、またはシ
ート状に並べられた複数の赤外線ビームのセット、また
はシート状に走査する赤外線ビームを放射するものであ
る。さらにまた、前記赤外線検出手段は、前記赤外線シ
ートまたはビームが前記乗員に当って散乱された光スポ
ットの位置を検出するため、前記赤外線放射手段からオ
フセットした位置に設置された２次元のイメージセンサ
からなるものである。また、前記赤外線放射手段はアナ
モフィック光学系を備えるものである。さらに、前記制
御手段は、前記赤外線検出手段により検出された乗員の
頭の大きさから該乗員が大人であるか子供であるかを判
断するものである。さらにまた、前記制御手段は、前記
物体上の光スポットの動きの有無から、該物体がチャイ
ルドシート等の固定物であるか否かを判断するものであ
る。また、前記赤外線放射手段は、前記平面状の赤外線
シート、または前記シート状に並べられた複数の赤外線
ビームのセット、または前記シート状に走査する赤外線
ビームを、複数の高さに放射することができるものであ
る。さらに、前記赤外線検出手段は、前記赤外線シート
またはビームが前記乗員に当って散乱された光スポット
の位置を検出するため、フレームレートが２００ｆｐｓ
以上のイメージセンサを備えるものである。さらにま
た、前記赤外線検出手段は、射影機能を備えた２次元Ｃ
ＭＯＳイメージセンサからなるものである。また、前記
２次元ＣＭＯＳイメージセンサは、前記車両の加速度が
所定値を越えたとき、前記射影機能により１次元イメー
ジセンサとして動作するものである。さらに、前記制御
手段は、前記赤外線検出手段により検出された、前記車
両の前面の衝突が発生した瞬間の、前記乗員の前後方向
の動きから衝突の状態を検出するものである。さらにま
た、前記制御手段は、前記赤外線検出手段により検出さ
れた、前記車両の横方向の衝突が発生した瞬間の、前記
乗員の横方向の動きから衝突の状態を検出するものであ
る。
置は、車両の室内上部に、座席の位置から斜め後方の位
置に設置されて、赤外線を放射する赤外線放射手段と、
前記赤外線放射手段からオフセットした位置に配置さ
れ、前記平面状の赤外線が前記運転席や助手席の乗員に
当って散乱された光スポットの位置を検出するため赤外
線検出手段と、前記赤外線検出手段の出力から前記乗員
の大きさや着座位置等の３次元形状を求め、エアバッグ
等の保護装置の動作を制御する制御手段と、を備えたも
のである。また、前記赤外線放射手段は、車両の天井
の、運転席や助手席の乗員の頭の位置から斜め後方のル
ームランプの近傍に設置されるものである。さらに、前
記赤外線放射手段は、平面状の赤外線シート、またはシ
ート状に並べられた複数の赤外線ビームのセット、また
はシート状に走査する赤外線ビームを放射するものであ
る。さらにまた、前記赤外線検出手段は、前記赤外線シ
ートまたはビームが前記乗員に当って散乱された光スポ
ットの位置を検出するため、前記赤外線放射手段からオ
フセットした位置に設置された２次元のイメージセンサ
からなるものである。また、前記赤外線放射手段はアナ
モフィック光学系を備えるものである。さらに、前記制
御手段は、前記赤外線検出手段により検出された乗員の
頭の大きさから該乗員が大人であるか子供であるかを判
断するものである。さらにまた、前記制御手段は、前記
物体上の光スポットの動きの有無から、該物体がチャイ
ルドシート等の固定物であるか否かを判断するものであ
る。また、前記赤外線放射手段は、前記平面状の赤外線
シート、または前記シート状に並べられた複数の赤外線
ビームのセット、または前記シート状に走査する赤外線
ビームを、複数の高さに放射することができるものであ
る。さらに、前記赤外線検出手段は、前記赤外線シート
またはビームが前記乗員に当って散乱された光スポット
の位置を検出するため、フレームレートが２００ｆｐｓ
以上のイメージセンサを備えるものである。さらにま
た、前記赤外線検出手段は、射影機能を備えた２次元Ｃ
ＭＯＳイメージセンサからなるものである。また、前記
２次元ＣＭＯＳイメージセンサは、前記車両の加速度が
所定値を越えたとき、前記射影機能により１次元イメー
ジセンサとして動作するものである。さらに、前記制御
手段は、前記赤外線検出手段により検出された、前記車
両の前面の衝突が発生した瞬間の、前記乗員の前後方向
の動きから衝突の状態を検出するものである。さらにま
た、前記制御手段は、前記赤外線検出手段により検出さ
れた、前記車両の横方向の衝突が発生した瞬間の、前記
乗員の横方向の動きから衝突の状態を検出するものであ
る。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の実施の形態について説明する。 実施の形態１．図１は、この発明の実施の形態１に係る
乗員保護装置を助手席に設けた場合の構成を示す側面
図、図２はその上面図である。これらの図において、上
記従来例を表す図５と同一若しくは同等の部材および部
位には、同一符号を付す。図１において、自動車等の車
両は、ウインドシールド１、ダッシュボード２、助手席
４、助手席側ドア９を備えており、ダッシュボード２に
は、助手席前面衝突用のエアバッグ３、このエアバッグ
３の展開を制御する電子制御ユニット（ＥＣＵ）７、車
両の加速度を検出する加速度センサ８が各々収納されて
いる。ＥＣＵ７は、加速度センサ８により検出された車
両の加速度が所定値を越えたとき、車両の衝突を検出す
る。車室天井６には、その中央のルームランプの左前部
に、赤外線シートを放射するための赤外線投光器１１が
左前方斜め下方向を向いて設けられており、また、車室
天井６のルームランプの右後方部には、同じく左前方斜
め下方向を向いて、赤外線検出手段としての２次元のイ
メージセンサ１６が設けられており、このイメージセン
サ１６の出力はＥＣＵ７に入力される。赤外線投光器１
１は、円筒面レンズを用いたアナモフィック光学系（図
示せず）を備えている。
の実施の形態について説明する。 実施の形態１．図１は、この発明の実施の形態１に係る
乗員保護装置を助手席に設けた場合の構成を示す側面
図、図２はその上面図である。これらの図において、上
記従来例を表す図５と同一若しくは同等の部材および部
位には、同一符号を付す。図１において、自動車等の車
両は、ウインドシールド１、ダッシュボード２、助手席
４、助手席側ドア９を備えており、ダッシュボード２に
は、助手席前面衝突用のエアバッグ３、このエアバッグ
３の展開を制御する電子制御ユニット（ＥＣＵ）７、車
両の加速度を検出する加速度センサ８が各々収納されて
いる。ＥＣＵ７は、加速度センサ８により検出された車
両の加速度が所定値を越えたとき、車両の衝突を検出す
る。車室天井６には、その中央のルームランプの左前部
に、赤外線シートを放射するための赤外線投光器１１が
左前方斜め下方向を向いて設けられており、また、車室
天井６のルームランプの右後方部には、同じく左前方斜
め下方向を向いて、赤外線検出手段としての２次元のイ
メージセンサ１６が設けられており、このイメージセン
サ１６の出力はＥＣＵ７に入力される。赤外線投光器１
１は、円筒面レンズを用いたアナモフィック光学系（図
示せず）を備えている。
【００１２】次に、この実施の形態１の動作について説
明する。赤外線投光器１１から放射される赤外線は、円
筒面レンズその他の図示しないアナモフィック光学系に
よって、車室に対して上下方向の幅が狭く、左右方向に
は扇型に広がるシート状に整形されている。この赤外線
は、助手席に乗員がいない場合には、助手席側ドア９に
達し、線状の赤外線スポット２４を形成する。赤外線投
光器１１は、図示のように傾いているため、赤外線スポ
ット２４は斜めの線になる。一点鎖線２１はイメージセ
ンサ１６の画角、一点鎖線２２で囲まれた範囲は、イメ
ージセンサ１６の、助手席側ドア９の位置での撮像範囲
を示す。助手席側ドア９の前部は、イメージセンサ１６
からの距離が遠いので、その位置での上下方向の撮像範
囲は、助手席側ドア９の後部位置での上下方向の撮像範
囲よりも広くなっている。
明する。赤外線投光器１１から放射される赤外線は、円
筒面レンズその他の図示しないアナモフィック光学系に
よって、車室に対して上下方向の幅が狭く、左右方向に
は扇型に広がるシート状に整形されている。この赤外線
は、助手席に乗員がいない場合には、助手席側ドア９に
達し、線状の赤外線スポット２４を形成する。赤外線投
光器１１は、図示のように傾いているため、赤外線スポ
ット２４は斜めの線になる。一点鎖線２１はイメージセ
ンサ１６の画角、一点鎖線２２で囲まれた範囲は、イメ
ージセンサ１６の、助手席側ドア９の位置での撮像範囲
を示す。助手席側ドア９の前部は、イメージセンサ１６
からの距離が遠いので、その位置での上下方向の撮像範
囲は、助手席側ドア９の後部位置での上下方向の撮像範
囲よりも広くなっている。
【００１３】この種の多くのセンサと同様に、赤外線投
光器１１は、イメージセンサ１６の露光タイミングと同
期して点滅しており、赤外線投光器１１が発光した状態
でのイメージセンサ１６の出力と赤外線投光器１１が消
灯した状態でのイメージセンサ１６の出力の差分を取る
ことにより、外乱光が大きい場合にも、外乱光に影響さ
れずに赤外線投光器１１の作る赤外線スポットのみを検
出する、いわゆる同期検波の手法を用いている。
光器１１は、イメージセンサ１６の露光タイミングと同
期して点滅しており、赤外線投光器１１が発光した状態
でのイメージセンサ１６の出力と赤外線投光器１１が消
灯した状態でのイメージセンサ１６の出力の差分を取る
ことにより、外乱光が大きい場合にも、外乱光に影響さ
れずに赤外線投光器１１の作る赤外線スポットのみを検
出する、いわゆる同期検波の手法を用いている。
【００１４】図３は、図２に示す線Ｘ（赤外線投光器１
１及びイメージセンサ１６の中心を通る線）における断
面図である。図３において、赤外線シート２３は、イメ
ージセンサの上下方向の画角２１を上から下へ横切る様
に、上下方向には広がることなく進行する。検出対象物
がイメージセンサ１６に近い点Ａに存在した場合には、
その検出対象物が生成する赤外線スポット２５は撮像範
囲の上端近くで観測され、検出対象物が遠い点Ｂに存在
した場合には、その検出対象物が生成する赤外線スポッ
ト２６は撮像範囲の下端近くで観測される。従って、Ｅ
ＣＵ７は、観測された赤外線スポットの上下位置から検
出対象物の距離（イメージセンサ１６からの距離）を求
めることができる。赤外線シート２３の空間的位置は既
知であり、イメージセンサ１６から検出対象物までの距
離が得られるので、これらに基づいて、ＥＣＵ７は赤外
線スポットの３次元形状を求めることができる。
１及びイメージセンサ１６の中心を通る線）における断
面図である。図３において、赤外線シート２３は、イメ
ージセンサの上下方向の画角２１を上から下へ横切る様
に、上下方向には広がることなく進行する。検出対象物
がイメージセンサ１６に近い点Ａに存在した場合には、
その検出対象物が生成する赤外線スポット２５は撮像範
囲の上端近くで観測され、検出対象物が遠い点Ｂに存在
した場合には、その検出対象物が生成する赤外線スポッ
ト２６は撮像範囲の下端近くで観測される。従って、Ｅ
ＣＵ７は、観測された赤外線スポットの上下位置から検
出対象物の距離（イメージセンサ１６からの距離）を求
めることができる。赤外線シート２３の空間的位置は既
知であり、イメージセンサ１６から検出対象物までの距
離が得られるので、これらに基づいて、ＥＣＵ７は赤外
線スポットの３次元形状を求めることができる。
【００１５】実際には、検出対象物の距離の変化に対す
る、観測される赤外線スポットの上下位置の変化は小さ
いので、上下方向の画角を小さく絞ることによって検出
距離の分解能を上げている。一方、検出対象物の水平方
向の存在可能範囲は広いので、アナモフィック光学系に
よって上下方向の画角を狭く、水平方向の画角を広く取
ってある。
る、観測される赤外線スポットの上下位置の変化は小さ
いので、上下方向の画角を小さく絞ることによって検出
距離の分解能を上げている。一方、検出対象物の水平方
向の存在可能範囲は広いので、アナモフィック光学系に
よって上下方向の画角を狭く、水平方向の画角を広く取
ってある。
【００１６】助手席に大人が正常に着座している場合、
および、高いチャイルドシートに子供が座っている場合
には、乗員の横顔に赤外線スポットが生成される。人間
の頭であれば、長時間の間には必ず多少は動くので、ヘ
ッドレスト等の固定物とは区別する事ができる。イメー
ジセンサ１６でこの赤外線スポットの視角を検出し、上
記の方法で得られた距離情報で補正することによって、
ＥＣＵ７は横顔の幅の実寸法を求めることができる。横
顔の幅と体格は相関があるので、この横顔の幅寸法から
大人であるか子供であるかを判断することができる。す
なわち、検出された横顔の幅が所定値以上の場合には大
人と判断し、所定値以下の場合には子供と判断する。乗
員が子供である場合には、衝突事故発生時においても、
エアバッグ３を展開するとかえって危険である場合が多
いので、ＥＣＵ７はエアバッグ３の展開を抑制するか、
或いは弱い力で展開させるように制御する。
および、高いチャイルドシートに子供が座っている場合
には、乗員の横顔に赤外線スポットが生成される。人間
の頭であれば、長時間の間には必ず多少は動くので、ヘ
ッドレスト等の固定物とは区別する事ができる。イメー
ジセンサ１６でこの赤外線スポットの視角を検出し、上
記の方法で得られた距離情報で補正することによって、
ＥＣＵ７は横顔の幅の実寸法を求めることができる。横
顔の幅と体格は相関があるので、この横顔の幅寸法から
大人であるか子供であるかを判断することができる。す
なわち、検出された横顔の幅が所定値以上の場合には大
人と判断し、所定値以下の場合には子供と判断する。乗
員が子供である場合には、衝突事故発生時においても、
エアバッグ３を展開するとかえって危険である場合が多
いので、ＥＣＵ７はエアバッグ３の展開を抑制するか、
或いは弱い力で展開させるように制御する。
【００１７】乗員が不在であるか、または、図４に示す
ように、助手席４に座高の低い（所定高さ以下）子供が
直接着座している場合には、乗員には赤外線シート２３
が当らないか、或いは、頭の先端のみに当たり、横顔の
幅が非常に小さいと判断されるので、ＥＣＵ７は、乗員
不在、または子供着座と判断して、エアバッグ３の展開
を抑制するか、或いは弱い力で展開させるように制御す
る。
ように、助手席４に座高の低い（所定高さ以下）子供が
直接着座している場合には、乗員には赤外線シート２３
が当らないか、或いは、頭の先端のみに当たり、横顔の
幅が非常に小さいと判断されるので、ＥＣＵ７は、乗員
不在、または子供着座と判断して、エアバッグ３の展開
を抑制するか、或いは弱い力で展開させるように制御す
る。
【００１８】エアバッグ３に非常に近い位置（第１の所
定距離以内）に乗員の存在が検出された場合には、エア
バッグ３を展開すると危険であるので、ＥＣＵ７は乗員
の体格によらずエアバッグ３の展開を抑制する。
定距離以内）に乗員の存在が検出された場合には、エア
バッグ３を展開すると危険であるので、ＥＣＵ７は乗員
の体格によらずエアバッグ３の展開を抑制する。
【００１９】エアバッグ３にやや近い位置（第１の所定
距離より大きく第２の所定距離以下）に乗員の存在が検
出された場合には、ＥＣＵ７は、エアバッグ３を強く展
開すると危険であるが、展開は必要と判断し、加速度セ
ンサ８が前面の衝突を検知した場合には、弱い力で展開
するように制御する。
距離より大きく第２の所定距離以下）に乗員の存在が検
出された場合には、ＥＣＵ７は、エアバッグ３を強く展
開すると危険であるが、展開は必要と判断し、加速度セ
ンサ８が前面の衝突を検知した場合には、弱い力で展開
するように制御する。
【００２０】前述のように、乗員の頭部の３次元的位置
が得られるので、前面衝突用のエアバッグ３の展開可否
判断のみならず、サイドエアバッグの展開可否判断にも
同様に使用する事ができる。乗員の位置が図示しないサ
イドエアバッグに近すぎる場合には、ＥＣＵ７は、サイ
ドエアバッグを強く展開すると危険であると判断し、加
速度センサ８が側面の衝突を検知した場合にも、サイド
エアバッグの展開を抑制するか、或いは、弱い力で展開
するように制御する。
が得られるので、前面衝突用のエアバッグ３の展開可否
判断のみならず、サイドエアバッグの展開可否判断にも
同様に使用する事ができる。乗員の位置が図示しないサ
イドエアバッグに近すぎる場合には、ＥＣＵ７は、サイ
ドエアバッグを強く展開すると危険であると判断し、加
速度センサ８が側面の衝突を検知した場合にも、サイド
エアバッグの展開を抑制するか、或いは、弱い力で展開
するように制御する。
【００２１】ＥＣＵ７は、赤外線スポットの動きを監視
しており、赤外線シート上に、長時間動かない、有る程
度以上の大きさを持つ固定物の存在を検出した場合に
は、チャイルドシートが固定されているものと判断す
る。例えば、図５に示すようなチャイルドシート３０が
固定されている場合には、エアバッグ３を展開すると非
常に危険なので、ＥＣＵ７はエアバッグ３の展開を抑制
する。
しており、赤外線シート上に、長時間動かない、有る程
度以上の大きさを持つ固定物の存在を検出した場合に
は、チャイルドシートが固定されているものと判断す
る。例えば、図５に示すようなチャイルドシート３０が
固定されている場合には、エアバッグ３を展開すると非
常に危険なので、ＥＣＵ７はエアバッグ３の展開を抑制
する。
【００２２】実施の形態２．上記実施の形態１では、赤
外線投光器１１は、赤外線を１枚のシート状に投光した
が、複数枚の赤外線シート状に投光可能なようにしても
よい。車種によっては、１枚の赤外線シートでは、乗員
の座高やシートの位置によっては乗員の頭部の検出が難
しい場合があるので、このように赤外線を複数枚のシー
ト状に投光することによって検出可能範囲を広げること
が可能となる。また、精細な３次元形状が得られるよう
になるので、より確実に乗員の体格を推定することが可
能となる。
外線投光器１１は、赤外線を１枚のシート状に投光した
が、複数枚の赤外線シート状に投光可能なようにしても
よい。車種によっては、１枚の赤外線シートでは、乗員
の座高やシートの位置によっては乗員の頭部の検出が難
しい場合があるので、このように赤外線を複数枚のシー
ト状に投光することによって検出可能範囲を広げること
が可能となる。また、精細な３次元形状が得られるよう
になるので、より確実に乗員の体格を推定することが可
能となる。
【００２３】実施の形態３．上記実施の形態１では、イ
メージセンサ１６により乗員の静的な大きさや位置のみ
を検出し、衝突の発生は加速度センサ８の出力に基づい
て検出した。エアバッグ３を早期に展開するためには、
衝突の判断は、衝突後なるべく早く完了することが望ま
しい。しかし、短時間の加速度信号のみから判断する
と、段差乗上げ時の様な、衝突以外の原因で誤動作する
場合があるため、衝突検出の信頼性を上げるためには、
有る程度長時間の加速度波形を用いるのが普通である。
従って、衝突時の、イメージセンサ１６のリアルタイム
の映像から、乗員の動きを検出し、衝突検出の補助とす
るか、或いは、映像のみから衝突の発生を検知するよう
にしても良い。
メージセンサ１６により乗員の静的な大きさや位置のみ
を検出し、衝突の発生は加速度センサ８の出力に基づい
て検出した。エアバッグ３を早期に展開するためには、
衝突の判断は、衝突後なるべく早く完了することが望ま
しい。しかし、短時間の加速度信号のみから判断する
と、段差乗上げ時の様な、衝突以外の原因で誤動作する
場合があるため、衝突検出の信頼性を上げるためには、
有る程度長時間の加速度波形を用いるのが普通である。
従って、衝突時の、イメージセンサ１６のリアルタイム
の映像から、乗員の動きを検出し、衝突検出の補助とす
るか、或いは、映像のみから衝突の発生を検知するよう
にしても良い。
【００２４】エアバッグ制御用の衝突センサは、衝突発
生後、１０〜１５ｍｓの時間内に衝突を検知する必要が
あるとされている。従って、加速度センサ８で衝突を判
断する場合には、その時間いっぱいの加速度波形を判断
に用いている。イメージセンサ１１で衝突を検知するた
めには、この時間内に最低２フレーム、つまり、２００
ｆｐｓ（Ｆｒａｍｅ Ｐｅｒ Ｓｅｃｏｎｄ）以上、好
ましくは１０００ｆｐｓ以上のフレームレートで観測す
ることが必要である。しかし、一般には、２次元イメー
ジセンサは画素数が多いために、この様な高速なフレー
ムレートを実現するのは困難である。
生後、１０〜１５ｍｓの時間内に衝突を検知する必要が
あるとされている。従って、加速度センサ８で衝突を判
断する場合には、その時間いっぱいの加速度波形を判断
に用いている。イメージセンサ１１で衝突を検知するた
めには、この時間内に最低２フレーム、つまり、２００
ｆｐｓ（Ｆｒａｍｅ Ｐｅｒ Ｓｅｃｏｎｄ）以上、好
ましくは１０００ｆｐｓ以上のフレームレートで観測す
ることが必要である。しかし、一般には、２次元イメー
ジセンサは画素数が多いために、この様な高速なフレー
ムレートを実現するのは困難である。
【００２５】そこで、本実施の形態３では、イメージセ
ンサ１６として、射影機能を備えたＣＭＯＳ型のイメー
ジセンサを使用した。射影機能とは、通常の２次元イメ
ージセンサの様に、全画素の輝度値を全て出力するので
はなく、ｘ，ｙの２次元の画素を持つイメージセンサに
おいて、ｘ方向の画素各列それぞれについて、ｙ方向の
画素の輝度値全ての合計値を一括して１次元情報として
出力する機能、すなわち、１次元のイメージセンサとし
て働かせることのできる機能である。例えば、３２×３
２ドットのイメージセンサを用いた場合、通常は１０２
４個全ての画素の輝度値を出力する必要があるが、射影
機能を用いた場合、ｘ方向各列につき１個、合計３２個
の輝度値を出力するだけで良いため、１０００ｆｐｓ以
上の、非常に高速なフレームレートの実現が可能であ
り、衝突センサとして使用可能である。
ンサ１６として、射影機能を備えたＣＭＯＳ型のイメー
ジセンサを使用した。射影機能とは、通常の２次元イメ
ージセンサの様に、全画素の輝度値を全て出力するので
はなく、ｘ，ｙの２次元の画素を持つイメージセンサに
おいて、ｘ方向の画素各列それぞれについて、ｙ方向の
画素の輝度値全ての合計値を一括して１次元情報として
出力する機能、すなわち、１次元のイメージセンサとし
て働かせることのできる機能である。例えば、３２×３
２ドットのイメージセンサを用いた場合、通常は１０２
４個全ての画素の輝度値を出力する必要があるが、射影
機能を用いた場合、ｘ方向各列につき１個、合計３２個
の輝度値を出力するだけで良いため、１０００ｆｐｓ以
上の、非常に高速なフレームレートの実現が可能であ
り、衝突センサとして使用可能である。
【００２６】イメージセンサ１６は、平常時は、本来の
２次元イメージセンサとして、上記実施の形態１と同様
に、乗員の静的な位置を検出するために働き、前後方向
の加速度センサ８が一定値以上の加速度を検出した瞬間
からは、射影機能を用いた、高速なｘ方向の１次元イメ
ージセンサとして動作するようにし、また、左右方向の
加速度センサ８が所定値以上の加速度を検出すると、そ
の瞬間からは、射影機能を用いた、高速なｙ方向の１次
元イメージセンサとして動作するようにして、衝突セン
サの補助的役割を担わせる。すなわち、加速度センサ８
により検出された車両加速度が所定値以上で、イメージ
センサ１６により検出された乗員の前後方向の動き（移
動速度）が所定値以上の場合には、車両の衝突が発生し
たと判断する。また、本実施の形態３においても、上記
実施の形態１と同様に、同期検波の手法を用いて外乱光
の影響を防いでいる。この補助によって、加速度センサ
８の出力のみから衝突を判断するよりも早期に、確実に
衝突を判断することが可能となる。
２次元イメージセンサとして、上記実施の形態１と同様
に、乗員の静的な位置を検出するために働き、前後方向
の加速度センサ８が一定値以上の加速度を検出した瞬間
からは、射影機能を用いた、高速なｘ方向の１次元イメ
ージセンサとして動作するようにし、また、左右方向の
加速度センサ８が所定値以上の加速度を検出すると、そ
の瞬間からは、射影機能を用いた、高速なｙ方向の１次
元イメージセンサとして動作するようにして、衝突セン
サの補助的役割を担わせる。すなわち、加速度センサ８
により検出された車両加速度が所定値以上で、イメージ
センサ１６により検出された乗員の前後方向の動き（移
動速度）が所定値以上の場合には、車両の衝突が発生し
たと判断する。また、本実施の形態３においても、上記
実施の形態１と同様に、同期検波の手法を用いて外乱光
の影響を防いでいる。この補助によって、加速度センサ
８の出力のみから衝突を判断するよりも早期に、確実に
衝突を判断することが可能となる。
【００２７】また、本実施の形態３では、衝突の瞬間の
乗員の動きを、リアルタイムで観測することが可能なの
で、より高度なエアバッグ展開制御が可能となる。例え
ば、衝突直前には乗員が正常位置範囲内に着座していた
が、シートベルトを着用していなかった等の理由で、衝
突直後に、予想よりもダッシュボード２に急接近し（す
なわち、乗員とダッシュボード２との間の距離の変化率
が所定値を越えるとき）、エアバッグ３を展開すると危
険な状態になったような場合にも、安全にエアバッグ３
の展開を抑制することが可能となる。
乗員の動きを、リアルタイムで観測することが可能なの
で、より高度なエアバッグ展開制御が可能となる。例え
ば、衝突直前には乗員が正常位置範囲内に着座していた
が、シートベルトを着用していなかった等の理由で、衝
突直後に、予想よりもダッシュボード２に急接近し（す
なわち、乗員とダッシュボード２との間の距離の変化率
が所定値を越えるとき）、エアバッグ３を展開すると危
険な状態になったような場合にも、安全にエアバッグ３
の展開を抑制することが可能となる。
【００２８】尚、図１〜５では、構成を分りやすくする
ために、赤外線放射手段１１とイメージセンサ１６を可
成り離して描いたが、実際にはもっと近い距離に置き、
一体化しても良い。特に、ルームランプに一体として組
込めば、乗員の邪魔にならず、さらに好ましい。
ために、赤外線放射手段１１とイメージセンサ１６を可
成り離して描いたが、実際にはもっと近い距離に置き、
一体化しても良い。特に、ルームランプに一体として組
込めば、乗員の邪魔にならず、さらに好ましい。
【００２９】また、上記実施の形態１では、赤外線放射
手段１１は幅の広いシート状の赤外線を放射するように
したが、シート状に並べられた複数の赤外線ビームのセ
ット、またはシート状に走査する赤外線ビームを用いて
も良く、同様の効果を奏する。
手段１１は幅の広いシート状の赤外線を放射するように
したが、シート状に並べられた複数の赤外線ビームのセ
ット、またはシート状に走査する赤外線ビームを用いて
も良く、同様の効果を奏する。
【００３０】また、上記実施の形態１では、乗員１人の
位置を検出するために、１セットの赤外線放射手段１１
とイメージセンサ１６等の赤外線検出手段を用いたが、
故障に対して万全を期すために、複数のセットの赤外線
放射手段１１と赤外線検出手段を用いても良い。
位置を検出するために、１セットの赤外線放射手段１１
とイメージセンサ１６等の赤外線検出手段を用いたが、
故障に対して万全を期すために、複数のセットの赤外線
放射手段１１と赤外線検出手段を用いても良い。
【００３１】また、上記実施の形態１では、助手席用の
エアバッグ展開制御装置について述べたが、本発明は、
その他の乗員のための、衝突時の保護手段の動作制御装
置としても同様に応用可能である。
エアバッグ展開制御装置について述べたが、本発明は、
その他の乗員のための、衝突時の保護手段の動作制御装
置としても同様に応用可能である。
【００３２】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、車両
の室内上部に、座席の位置から斜め後方の位置に設置さ
れて、赤外線を放射する赤外線放射手段と、前記赤外線
放射手段からオフセットした位置に配置され、前記平面
状の赤外線が前記運転席や助手席の乗員に当って散乱さ
れた光スポットの位置を検出するため赤外線検出手段
と、前記赤外線検出手段の出力から前記乗員の大きさや
着座位置等の３次元形状を求め、エアバッグ等の保護装
置の動作を制御する制御手段とを備えたので、前記赤外
線検出手段により、前記座席に座った乗員の頭の位置よ
り斜め後方から赤外線を照射して、前記赤外線検出手段
により乗員の体格や乗車位置等の３次元形状を検出し、
この検出結果に基づいて、前記制御手段によりエアバッ
グ等の保護装置の動作を制御することにより、より安全
な乗員保護装置を得られる効果がある。
の室内上部に、座席の位置から斜め後方の位置に設置さ
れて、赤外線を放射する赤外線放射手段と、前記赤外線
放射手段からオフセットした位置に配置され、前記平面
状の赤外線が前記運転席や助手席の乗員に当って散乱さ
れた光スポットの位置を検出するため赤外線検出手段
と、前記赤外線検出手段の出力から前記乗員の大きさや
着座位置等の３次元形状を求め、エアバッグ等の保護装
置の動作を制御する制御手段とを備えたので、前記赤外
線検出手段により、前記座席に座った乗員の頭の位置よ
り斜め後方から赤外線を照射して、前記赤外線検出手段
により乗員の体格や乗車位置等の３次元形状を検出し、
この検出結果に基づいて、前記制御手段によりエアバッ
グ等の保護装置の動作を制御することにより、より安全
な乗員保護装置を得られる効果がある。
【図１】 この発明の実施の形態１に係る乗員保護装置
の概略構成を示す側面図である。
の概略構成を示す側面図である。
【図２】 この発明の実施の形態１に係る乗員保護装置
の概略構成を示す上面図である。
の概略構成を示す上面図である。
【図３】 この発明の実施の形態１に係る乗員保護装置
の光学系を示す側面断面図である。
の光学系を示す側面断面図である。
【図４】 この発明の実施の形態１に係る乗員保護装置
を備た車両の助手席に子供が着座した場合を示す動作説
明図である。
を備た車両の助手席に子供が着座した場合を示す動作説
明図である。
【図５】 この発明の実施の形態１に係る乗員保護装置
を備た車両の助手席にチャイルドシートが備えられた場
合を示す動作説明図である。
を備た車両の助手席にチャイルドシートが備えられた場
合を示す動作説明図である。
【図６】 従来の乗員保護装置を示す概略構成を示す側
面図である。
面図である。
２ ダッシュボード、３ エアバッグ、６ 車室天井、
７ ＥＣＵ、８ 加速度センサ、１１ 赤外線放射手
段、１６ イメージセンサ（赤外線検出手段）、３０
チャイルドシート。
７ ＥＣＵ、８ 加速度センサ、１１ 赤外線放射手
段、１６ イメージセンサ（赤外線検出手段）、３０
チャイルドシート。
Claims (13)
- 【請求項１】 車両の室内上部に、座席の位置から斜め
後方の位置に設置されて、赤外線を放射する赤外線放射
手段と、 前記赤外線放射手段からオフセットした位置に配置さ
れ、前記平面状の赤外線が前記座席の乗員に当って散乱
された光スポットの位置を検出するため赤外線検出手段
と、 前記赤外線検出手段の出力から前記乗員の大きさや着座
位置等の３次元形状を求め、エアバッグ等の保護装置の
動作を制御する制御手段と、 を備えたことを特徴とする乗員保護装置。 - 【請求項２】 前記赤外線放射手段は、車両の天井の、
運転席や助手席の乗員の頭の位置から斜め後方のルーム
ランプの近傍に設置されることを特徴とする請求項１記
載の乗員保護装置。 - 【請求項３】 前記赤外線放射手段は、平面状の赤外線
シート、またはシート状に並べられた複数の赤外線ビー
ムのセット、またはシート状に走査する赤外線ビームを
放射することを特徴とする請求項１記載の乗員保護装
置。 - 【請求項４】 前記赤外線検出手段は、前記赤外線シー
トまたはビームが前記乗員に当って散乱された光スポッ
トの位置を検出するため、前記赤外線放射手段からオフ
セットした位置に設置された２次元のイメージセンサか
らなることを特徴とする請求項１記載の乗員保護装置。 - 【請求項５】 前記赤外線放射手段はアナモフィック光
学系を備えることを特徴とする請求項１に記載の乗員保
護装置。 - 【請求項６】 前記制御手段は、前記赤外線検出手段に
より検出された乗員の頭の大きさから該乗員が大人であ
るか子供であるかを判断することを特徴とする請求項１
に記載の乗員保護装置。 - 【請求項７】 前記制御手段は、前記物体上の光スポッ
トの動きの有無から、該物体がチャイルドシート等の固
定物であるか否かを判断することを特徴とする請求項４
に記載の乗員保護装置。 - 【請求項８】 前記赤外線放射手段は、前記平面状の赤
外線シート、または前記シート状に並べられた複数の赤
外線ビームのセット、または前記シート状に走査する赤
外線ビームを、複数の高さに放射することができること
を特徴とする請求項３に記載の乗員保護装置。 - 【請求項９】 前記赤外線検出手段は、前記赤外線シー
トまたはビームが前記乗員に当って散乱された光スポッ
トの位置を検出するため、フレームレートが２００ｆｐ
ｓ以上のイメージセンサを備えることを特徴とする請求
項３記載の乗員保護装置。 - 【請求項１０】 前記赤外線検出手段は、射影機能を備
えた２次元ＣＭＯＳイメージセンサからなることを特徴
とする請求項９記載の乗員保護装置。 - 【請求項１１】 前記２次元ＣＭＯＳイメージセンサ
は、前記車両の加速度が所定値を越えたとき、前記射影
機能により１次元イメージセンサとして動作することを
特徴とする請求項１０記載の乗員保護装置。 - 【請求項１２】 前記制御手段は、前記赤外線検出手段
により検出された、前記車両の前面の衝突が発生した瞬
間の、前記乗員の前後方向の動きから衝突の状態を検出
することを特徴とする請求項１に記載の乗員保護装置。 - 【請求項１３】 前記制御手段は、前記赤外線検出手段
により検出された、前記車両の横方向の衝突が発生した
瞬間の、前記乗員の横方向の動きから衝突の状態を検出
することを特徴とする請求項１に記載の乗員保護装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000310458A JP3732398B2 (ja) | 2000-10-11 | 2000-10-11 | 乗員保護装置 |
| US09/843,770 US6422598B1 (en) | 2000-10-11 | 2001-04-30 | Occupant protecting apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000310458A JP3732398B2 (ja) | 2000-10-11 | 2000-10-11 | 乗員保護装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002114127A true JP2002114127A (ja) | 2002-04-16 |
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Family
ID=18790413
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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|---|---|
| US (1) | US6422598B1 (ja) |
| JP (1) | JP3732398B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108351415A (zh) * | 2015-11-09 | 2018-07-31 | 罗伯特·博世有限公司 | 用于操控乘员保护器的传感器装置和方法 |
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|---|---|---|---|---|
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| JP3785929B2 (ja) * | 2000-12-08 | 2006-06-14 | 三菱電機株式会社 | 乗員保護装置 |
| JP2004020247A (ja) * | 2002-06-13 | 2004-01-22 | Mitsubishi Electric Corp | 乗員検出装置 |
| US7526120B2 (en) * | 2002-09-11 | 2009-04-28 | Canesta, Inc. | System and method for providing intelligent airbag deployment |
| JP2004144512A (ja) * | 2002-10-22 | 2004-05-20 | Denso Corp | 乗員検知システム |
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