JP2004534343A - 所定の領域内の人間の実際位置を識別するための方法及び装置並びに方法及び／又は装置の使用 - Google Patents

Abstract

信頼性が殊に動的な状況において改善される、所定の領域内の人間の実際位置を識別するための方法及び装置を提供するために、所定の領域（２４）が画像記録装置（２２）でもって監視され、記録された画像が評価装置（２８）によって処理され、監視される領域において人間（１４）が識別されると、この人間（１４）の少なくとも１つの著しい特徴（４４、４６、４８）が検出され、さらなる評価がこの少なくとも１つの著しい特徴（４４、４６、４８）に制限され、この少なくとも１つの著しい特徴（４４、４６、４８）の位置が所定の最小基準を上回って相対的に変化するとイベント信号が発生される。

Description

【技術分野】
【０００１】
技術分野
本発明は、所定の領域内の人間の実際位置を識別するための方法及び装置に関し、この際所定の領域は画像記録装置でもって監視される。並びに、本発明は方法及び／又は装置の使用に関する。
【０００２】
従来技術
冒頭で述べたような方法及び装置が公知である。例えばUS-PS 5,983,147から、ビデオセンサ、殊に自動車の同乗者シートのシーンを監視するステレオカメラを用いることが公知である。撮影されたシーンの評価によって同乗者シートが占有されているか否かが識別される。同乗者シートが占有されていることが確認されると、これに基づいて大きい人間（大人）または小さい人間（子供）またはその他の対象が存在するか否かをさらに求めることができる。取得されたこの識別に依存して、同乗者用エアバッグの制御に影響を及ぼすことができる。公知のやり方によれば、殊に小さい人間に対するエアバッグのトリガは（エアバッグまでの距離が比較的短いために）エアバッグのトリガ時の負傷の高い危険を含んでいる。US-PS 5,983,147から公知の方法によって、エアバッグ展開領域における同乗者の頭部／胸部領域が識別されると、事故状況時に同乗者用エアバッグをトリガすべきでないか（または完全にはトリガすべきではないか）否かを決定することができる。
【０００３】
このような画像監視に使用されるビデオカメラは、毎秒約２５画像の時間的な解像度で数百万画素の高い光学的な解像度を有する画像を供給する。このことは４０ｍｓごとの１つの画像のインターバルに相応する。このような時間的な解像度は統計的な監視に適している。しかしながら動的な監視が行われる場合、公知の方法においては比較的高い不正確性が生じることは欠点である。公知のやり方では事故状況時に、実際位置の非常に急速な変化をもたらす車両内の人間に作用する大きな遅延が生じるので、人間の相対的な位置はこの人間に対してエアバッグがトリガされる前に変化している。したがって、画像評価は時間遅延によって、人間は危険領域外にいることを検出するが、しかしながら他方では人間は実際には危険領域内にいるという危険が生じる。
【０００４】
発明の開示、課題、解決手段、利点
本発明の課題は、信頼性を殊に動的な状況において改善することができる、冒頭で述べたような方法及び装置を提供することである。
【０００５】
この課題は請求項１記載の特徴を有する方法によって解決される。
【０００６】
所定の領域が画像記録装置でもって監視され、撮影された画像が評価装置によって処理され、所定の領域内の人間が識別されると人間の少なくとも１つの著しい特徴が検出され（求められ）、さらなる評価がこの少なくとも１つの著しい特徴に制限され、この少なくとも１つの著しい特徴の位置が相対的に変化した場合にはイベント信号が発生されることによって、殊に人間の頭部／胸部領域のような人間の固有の身体部位の位置を、これまでの通常の画像記録ないし画像評価の率を大きく上回る反復率でもって識別することが有利には可能である。これによって殊に監視すべき領域内の人間の動的な特性が実際位置の識別の際に最適に考慮される。殊にさらなる評価を人間の少なくとも１つの著しい特徴に制限することによって、評価の際のデータを大幅に低減することができるので、既存の計算容量を比較的高い反復率のために使用することができる。
【０００７】
本発明によれば課題はさらに請求項１０記載の特徴を有する装置によって解決される。装置が所定の領域を検知するための画像記録装置及び検知された画像を処理するための評価装置を包含し、評価装置には識別された人間の少なくとも１つの著しい特徴を検出できる（求めることができる）手段と、少なくとも１つの著しい特徴の相対的な位置変化を識別及びシグナリングできる手段とが設けられていることによって、所定の領域内の人間の実際位置を簡単なやり方で確実且つ迅速に検知できる。
【０００８】
それに加え課題は請求項１６記載の特徴を有する使用によって解決される。自動車の少なくとも１つの安全装置を制御するための装置及び／又は方法が使用されることによって、安全装置の機能を個別に車両乗員のタイプ及び／又は瞬間的な実際位置、殊に同乗者シート上にいる人間に適応させることができる。殊に、例えば小さな子供及び／又は身体の小さい人間のような特に危険に晒される乗員グループの安全性を高めることが達成される。さらに身体の大きい人間に対しても少なくとも１つの安全装置の状況に応じた制御が可能である。
【０００９】
本発明の別の有利な実施形態は従属請求項に記載されている特徴から生じる。
【００１０】
図面の簡単な説明
以下では本発明を付属の図面に基づいた実施例において詳細に説明する。ここで、
図１は自動車の概略図であり、
図２は本発明による方法のフローチャートであり、
図３は人間の著しい特徴の例である。
【００１１】
発明を実施するための最良の形態
図１は、全体を参照記号１０でもって表した自動車を概略的に示す。自動車１０は少なくとも１つの車両シート１２を有し、この車両シート１２上に人間１４が着座する。以下の説明では、自動車１０の同乗者を取り扱うものとする。本発明を簡単に、以下でさらに説明する安全装置が設けられているところであれば、自動車１０のドライバ及び／又は図示していない後部座席に着座する人間にも転用することができる。
【００１２】
それぞれの人間１４は能動的な安全装置、例えば操縦装置１６及び／又は制動装置及び受動的な安全装置、例えばエアバッグ１８、図示していないシートベルトに配属されている。能動的及び／又は受動的な安全装置は制御装置２０によって制御することができる。
【００１３】
車両シート１２は画像記録装置２２に配属されており、この画像記録装置２２を用いて一定に調節された所定の領域２４を監視することができる。この際、各車両シート１２には固有に割り当てられた所定の領域２４を有する画像記録装置２２を配属することができるか、複数の車両シート１２に１つの共通の画像記録装置２２が配属される。画像記録装置２２は例えばＣＭＯＳステレオカメラである。画像記録装置２２は選択的に領域２４を照明するための照明装置２６に配属されている。照明装置２６は例えば赤外線領域において動作することができる。画像記録装置２２は評価装置２８と接続されており、この評価装置２８は制御装置２０と接続されている。
【００１４】
図１に示された配置構成１００の機能は以下において図２のフローチャートに基づき明らかにされる。
【００１５】
例えば自動車１０の原動機械の点火によりトリガすることができる開始３０の後に、画像記録装置２２を用いて監視すべき領域２４の瞬間的な画像が撮影される（ステップ３２）。領域２４における実際の結像に相応する画像記録装置２２からの信号が評価装置２８に供給される。例えば画像記録装置２２によって例えば数１０ｍｓの間隔をおいて画像が読み出される。評価装置２８は、画像記録装置２２から供給される信号を評価するための少なくとも１つのプロセッサを包含する。プロセッサとして例えばマルチタスク能力を備えたプロセッサまたはマルチタスク能力を備えていないプロセッサも使用することができる。
【００１６】
画像記録装置２２はステレオカメラとして構成されているので、ステレオカメラの２つの画像の間での画像内容のずれに基づいて、例えば三角測量法を用いて領域２４内の対象の画像記録装置２２までの距離が検出される。複数の個々の画素を結合することによって、領域２４に生じるシーンが３次元の形態で検出される（ステップ３４）。別の変形実施形態によれば、三角測量法の代わりに画像記録装置２２から送出された光パルスの経過時間の測定による３次元検出も実現できる（距離撮像装置）。
【００１７】
引き続きステップ３６では領域２４内に人間１４が存在するか否かが検出される。３次元の形態に変換される画像信号から人間１４を検出することは、例えば典型的な輝度パターンまたは典型的な形態（頭部形状、上半身の形状との比における頭部形状など）に基づいて行うことができる。人間１４の検出と同時に人間の分類が行われる。分類を人間の外見に基づいてそれぞれの適用に関連するカテゴリで行うことができる。エアバッグ１８を制御するためには例えば以下のようなカテゴリにすることができる。すなわち、人間は後ろ向きにされたチャイルドシート内の乳幼児である、人間は３歳の子供である、人間は６歳の子供である、人間は身体の小さいの大人である、人間は身体の大きい大人である、など。
【００１８】
ステップ３６における信号処理は、人間１４が領域２４に存在するか否かを判断する判定ステップ３８に引き渡される。否定の場合には方法が新たに開始され、ステップ３２を再度始める。肯定の場合には、領域２４における撮影のさらなる詳細な評価への移行４０が行われる。この移行と同時に、領域２４における人間１４の検出及び分類の処理が再度開始される。
【００１９】
撮影のさらなる評価は移行４０によって開始される（ステップ４０′）。この瞬間に存在する領域２４内の人間１４の撮影から、人間１４の少なくとも１つの著しい特徴が検出される。人間１４のこの著しい特徴は図３に示したように頭部４２の領域にあっても良く、また目４４及び／又は鼻４６及び／又は口４８の位置によって規定することができる。人間１４のこの少なくとも１つの著しい特徴の検出後に、評価装置２８を介して画像記録装置２２は、全体の画像のさらに少なくとも１つの画像領域がさらに検知されて評価されるように制御される。この画像領域は図３において例えば参照記号５０でもって表されており、この画像領域内には著しい特徴４４、４６及び４８が存在する。必要に応じて、著しい特徴４４、４６または４８の内の１つへと監視される画像領域をさらに縮小することが可能である。このさらに監視される画像領域を例えば８×８画素の大きさのブロックとすることができる。
【００２０】
さらに監視すべき画像領域５０を検出するためにステップ５２（図２）では、過去における人間１４の関連する身体個所の位置から目下の実際位置が予測される。簡単な場合最後に検出された位置の周辺の領域が使用される。別の変形実施形態では位置は線形に、事前に求められた位置から検出される。ｐ（ｋ）及びｐ（ｋ−１）が最後の時点ｔ（ｋ）において、またその１つ前の時点ｔ（ｋ−１）までに求められた関連する画像領域５０の位置を表すならば、目下の予測は次式から算出される。すなわち、
p(k+1)=p(k)+[p(k)-p(k-1)]*[t(k+1)-t(k)]/[t(k)-t(k-1)]
【００２１】
画像領域５０ないし人間１４の少なくとも１つの著しい特徴に相応する画像領域５０のこの予測により、画像領域５０は画像記録装置２２によってさらに撮影され、この画像領域５０においてのみさらなる評価が実施される（ステップ５４）。ここでこの少なくとも１つの画像領域５０（人間１４の少なくとも１つの著しい特徴）の相対的な位置変化が生じるか否かが監視される（ステップ５６）。判定ステップ５８では人間１４の少なくとも１つの著しい特徴、したがって人間１４がさらに領域２４に存在するか否か、また人間１４はどのような瞬間的な実際位置を取っているかが検査される。人間１４がもはや領域２４に存在しない、ないし所定の限界値、例えばエアバッグ１８までの最小距離を下回る場合には、評価装置２８を介して制御装置２０に供給することができるイベント信号６０がトリガされる。制御装置２０はこのイベント信号６０に基づいて、（事故時に）エアバッグ１８のトリガを阻止することができるか、例えばエアバッグ１８を部分的にしか展開しないようにトリガすることができる。
【００２２】
上記の説明に基づき、前もって領域２４において人間１４の基本的な識別を行った後、またそれに続く少なくとも１つの画像領域５０したがって人間１４の少なくとも１つの著しい特徴へと監視を制限した後では評価の非常に高い反復率を可能にするので、自動車１０の衝突時における遅延に基づいた動的な経過、例えば人間１４の急速な位置変化も即座に識別し、エアバッグ１８の制御もこれに適応させることができる。
【００２３】
評価の反復率をさらに高めることは、判定ステップ５８において人間１４がさらに領域２４に存在する、ないしエアバッグ１８までの最小距離を下回っていないことが識別されると、人間１４の検出及び／又は分類の処理が少なくとも短時間行われない（ステップ６２）ことによって達成することができる。これによって検出ないし分類に使用される計算リソースを反復率の向上に使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】自動車の概略図である。
【図２】本発明による方法のフローチャートである。
【図３】人間の特徴的な目印の例である。

Claims (18)

1. 所定の領域内の人間の実際位置を識別する方法において、
   前記所定の領域を画像記録装置でもって監視し、記録された画像を評価装置によって処理し、監視される領域において人間が識別されると該人間の少なくとも１つの著しい特徴を検出し、さらなる評価を該少なくとも１つの著しい特徴に制限し、該少なくとも１つの著しい特徴の位置が所定の最小基準を上回って相対的に変化した場合にイベント信号を発生させることを特徴とする、所定の領域内の人間の実際位置を識別する方法。
2. 監視すべき領域（２４）内に生じるシーンの瞬間的な画像を３次元の形態で検出する、請求項１記載の方法。
3. 前記３次元の形態に基づいて、人間（１４）が前記監視すべき領域（２４）内に存在するか否かを検出する、請求項１または２記載の方法。
4. 人間（１４）の前記検出を典型的な輝度パターンまたは人間（１４）の典型的な形態に基づいて行う、請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
5. 前記検出された人間（１４）の分類を行う、請求項１から４までのいずれか１項記載の方法。
6. 前記分類を検出された人間（１４）の年齢、小さい身体または大きい身体に応じて行う、請求項５記載の方法。
7. 人間（１４）の少なくとも１つの著しい特徴（４４、４６、４８）を検出及び監視するために、前記画像記録装置（２２）から供給される画像の検知を少なくとも１つの画像領域に制限する、請求項１から６までのいずれか１項記載の方法。
8. さらに監視すべき前記少なくとも１つの画像領域を検出するために、過去における少なくとも１つの著しい特徴（４４、４６、４８）の位置から目下の実際位置を予測する、請求項７記載の方法。
9. 前記少なくとも１つの著しい特徴（４４、４６、４８）が検出されて監視されると、人間（１４）の検出及び／又は分類の処理を少なくとも短時間行わない、請求項１から８までのいずれか１項記載の方法。
10. 所定の領域内の人間の実際位置を識別する装置において、
    前記所定の領域（２４）を検知するための画像記録装置（２２）と、検知された画像を処理するための評価装置（２８）とを有し、
    該評価装置（２８）は、識別された人間（１４）の少なくとも１つの著しい特徴（４４、４６、４８）を求める手段と、該少なくとも１つの著しい特徴（４４、４６、４８）の相対的な位置変化を識別してシグナリングする手段とを包含することを特徴とする、所定の領域内の人間の実際位置を識別する装置。
11. 前記画像記録装置（２２）はステレオカメラ、例えばＣＭＯＳステレオカメラである、請求項１０記載の装置。
12. 前記画像記録装置（２２）には照明装置（２６）が配属されている、請求項１０または１１記載の装置。
13. 前記評価装置（２８）は、マルチタスク能力を備えた少なくとも１つのプロセッサまたはマルチタスク能力を備えていない少なくとも１つのプロセッサを包含する、請求項１０から１２までのいずれか１項記載の装置。
14. 前記画像記録装置（２２）は１つの領域（２４）または複数の領域（２４）に割り当てられている、請求項１０から１３までのいずれか１項記載の装置。
15. 評価装置（２８）は複数の画像記録装置（２２）に配属されている、請求項１０から１３までのいずれか１項記載の装置。
16. 自動車の少なくとも１つの安全装置を制御するための請求項１から９までのいずれか１項記載の方法及び／又は請求項１０から１５までのいずれか１項記載の装置の使用。
17. 前記安全装置は受動的な安全装置である、請求項１６記載の使用。
18. 前記受動的な安全装置はエアバッグなどである、請求項１７記載の使用。