JP2005257327A - 車両用乗員検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 死角や外気温による影響を受けずに、確実、安定かつ高精度に車両後席の乗員の検出を可能とする車両用乗員検出装置を提供する。
【解決手段】 赤外線センサ６は、運転席シートバック１２に対して運転席シートバック１２の中心線よりも車両内側となる位置に、後ろ向きに取付けられている。赤外線センサ６の撮像範囲Ｐ０には、後席乗員４，５と、後席乗員４，５の後方に存在する後席シートバック３２、およびリアウインドガラス４１が含まれる。赤外線センサ６は運転席シートバック１２に対して車両後方を撮像するように取付けられているので、死角を生じることなく後席乗員を正面から撮像でき、後席乗員の状態を高精度に検出することができる。また、赤外線センサ６は運転席シートバック１２の中心線よりも車両内側に取付けられているので、直射日光による赤外線センサ６の温度変動の影響を受けない。
【選択図】 図２

Description

本発明は、乗員の有無を検出する車両用乗員検出装置に関する。

乗員の着座の有無を検出して、乗員が着座している座席に対してのみ所定の車両用機器を作用させるものが提案されている。たとえば、車中のルームミラーの近傍や、運転席と助手席との中間の天井などに赤外線センサを設置することで、乗員の着座の有無を検出して、乗員が着座している座席にのみエアバッグの作動を許可したり、空調システムを作動させる装置がある（特許文献１参照）。

特開平７−５５５７３号公報

乗員の着座位置あるいは乗員の体格によりエアバッグによる効果が異なることから、エアバッグの展開速度や噴射ガス量を細かく制御したいという要望や、空調システムにおいては、室内の温度分布や乗員の皮膚温を検出し、吹出し風の配向や温度を細かく制御したいという要望がある。しかし、従来の装置では、たとえば、後席の乗員の着座位置や体格、または皮膚温を検出する場合、前席乗員や前席シートにより死角が多くなり、確実な検出ができない。

（１） 請求項１の発明による車両用乗員検出装置は、車両の前席の背面に設けられて、前席の後方に設けられた後席の乗員を撮像する撮像手段と、撮像手段で撮像した画像に基づいて、後席の乗員に関する物理量を演算する演算手段とを備えることを特徴とする。
（２） 請求項２の発明は、請求項１に記載の車両用乗員検出装置において、撮像手段は、前席のシートバックの背面、もしくはヘッドレストの背面に設けられていることを特徴とする。
（３） 請求項３の発明は、請求項１または請求項２に記載の車両用乗員検出装置において、前席は少なくとも車両の左右方向に分離して設けられた第１および第２の前席であり、撮像手段は、第１および第２の前席にそれぞれ設けられていることを特徴とする。
（４） 請求項４の発明は、請求項３に記載の車両用乗員検出装置において、撮像手段は、第１および第２の前席の車幅方向の中心位置よりも車両の内側へ設けられていることを特徴とする。
（５） 請求項５の発明は、請求項３または請求項４に記載の車両用乗員検出装置において、それぞれの光軸が交差しないように第１および第２の前席にそれぞれ設けられた２つの撮像手段によって、後席に着座した乗員全員を撮像することを特徴とする。
（６） 請求項６の発明は、請求項３または請求項４に記載の車両用乗員検出装置において、それぞれの光軸が交差するように第１および第２の前席にそれぞれ設けられた２つの撮像手段によって、後席に着座した乗員全員を撮像することを特徴とする。
（７） 請求項７の発明は、請求項１〜６のいずれかの項に記載の車両用乗員検出装置において、撮像手段は、乗員の発する赤外線を検出する赤外線センサであることを特徴とする。

本発明によれば、前席の背面に設けた撮像手段によって後席の乗員を撮像し、撮像した画像に基づいて後席の乗員に関する物理量を演算するように構成した。これにより、前席乗員や前席シートによる死角による影響を受けずに、確実に後席の乗員に関する物理量を演算できる。

−−−第１の実施の形態−−−
図１，２を参照して、本発明による車両用乗員検出装置の第１の実施の形態について説明する。図１は、車両に乗車した乗員を上方から見た図である。図１において、２は運転席乗員、３は助手席乗員、４は運転席（車両右）側に着座する後席乗員、５は助手席（車両左）側に着座する後席乗員である。運転席乗員２は運転席１１に、助手席乗員３は助手席２１に、後席乗員４，５は後席３１にそれぞれ着座している。車両１には、乗員に関する物理量を演算する演算装置１０が設けられている。空調空気を生成して車室内に送風する空調装置５０は、空調制御装置５１で制御される。

１２は運転席１１のシートバック、１３は運転席１１のヘッドレスト、２２は助手席２１のシートバック、２３は助手席２１のヘッドレスト、３２は後席３１のシートバックである。また、４１はリアウインドガラス、４２は右サイドウインドガラス、４３は左サイドウインドガラスである。

本発明による車両用乗員検出装置は、赤外線センサ６と演算装置１０とによって構成される。赤外線センサ６は、運転席シートバック１２に対して運転席シートバック１２の中心線よりも車両内側となる位置に、後ろ向きに取付けられている。赤外線センサ６は、後述するように車室内後部の所定領域の温度分布を撮像して、温度分布の情報を演算装置１０に出力する。

演算装置１０は、赤外線カメラ６が撮像した車室内後部の所定領域の温度分布の情報に基づき、後席に着座する乗員４，５に関する物理量、すなわち乗員の有無、姿勢、体格、および顔面等の皮膚温を演算し、着座状態の情報として空調制御装置５１へ伝送する。

演算装置１０で得られた乗員の着座状態の情報とともに、車両１のインストルメントパネルに設けられた操作部（不図示）で設定された車室内温度や、車室内温度を検出するセンサ等からの情報も空調制御装置５１へ伝送される。空調制御装置５１は、入力された各情報を基に、空調装置５０の送風温度や風量を決定し、送風する送風口を選択するなどの制御を行う。

図１に示すように、赤外線センサ６は車室内後部の撮像範囲Ｐ０を撮像する。したがって、図２に示すように、赤外線センサ６の撮像範囲Ｐ０には、後席乗員４，５と、後席乗員４，５の後方に存在する後席シートバック３２、およびリアウインドガラス４１が含まれる。また、サイドウインドガラス４２，４３の一部も撮像範囲Ｐ０に含まれる。

赤外線センサ６は、対象物の発する熱を捉えて映像化するため、昼間でも照明のない夜間でも同様に熱を発する対象物を映像化できる。このため、車室外の状況に影響されることなく撮像範囲Ｐ０の温度分布を撮像できる。

図３は、従来の装置のように、赤外線センサ６をルームミラー近傍の天井に取付けた車両に乗車した乗員を上方から見た図である。図３において、図１に示す説明図と同一の構成要素については、同一の符号を記して詳細な説明は省略する。従来の装置では、上述のように赤外線センサ６をルームミラー近傍の天井に取付けて、車室内後部の所定領域の温度分布を撮像している。

図４は、図３に示した車両の赤外線センサ６による車室内後部の撮像範囲Ｐ１０を示す図である。この撮像範囲Ｐ１０には、車両１の撮像範囲Ｐ０に含まれる撮像対象物のほかに、前席乗員および前席である運転席乗員２と、運転席シートバック１２と、運転席ヘッドレスト１３と、助手席乗員３と、助手席シートバック２２と、助手席ヘッドレスト２３の一部とが含まれる。撮像範囲Ｐ１０に含まれる前席乗員および前席は、後席乗員４，５を遮る状態となっている。このため、後席乗員４，５は、赤外線センサ６による検出の死角に位置する状態となり、後席乗員の確実な検出が阻害されている。

また、赤外線センサ６は車両天井に取付けられているので、外気温が天井を介して赤外線センサ６に伝わり、赤外線センサ６の温度を変動させてしまう。赤外線センサ６は、赤外線センサ６自身の温度と被測定物の温度との差を検出し、この温度差に赤外線センサ６自身の絶対温度を加えて被対象物の絶対温度を算出するが、赤外線センサ６自身の絶対温度が安定しないので、被測定物である後席乗員の皮膚温の検出が不安定になってしまう。

これに対して、第１の実施の形態の車両用乗員検出装置では、次の作用効果を奏する。
（１） 赤外線センサ６は運転席シートバック１２に対して車両後方を撮像するように取付けられているので、死角を生じることなく後席乗員を正面から撮像でき、後席乗員の状態を高精度に検出することができる。
（２） 運転中、運転席シートバック１２は、運転席乗員２の体温にほぼ近づいて安定するので、運転席シートバック１２に設けられた赤外線センサ６そのものの温度が安定する。したがって、被測定物である後席乗員の皮膚温を安定かつ高精度に検出することができる。
（３） 赤外線センサ６は運転席シートバック１２の中心線よりも車両内側に取付けられているので、直射日光による赤外線センサ６の温度変動の影響を受けることなく、後席乗員の各種検出を安定かつ高精度に行うことができる。

なお、上述の説明では、赤外線センサ６は運転席シートバック１２の中心線よりも車両内側に取付けられているが、運転席ヘッドレスト１３、助手席シートバック２２、助手席ヘッドレスト２３のいずれかに、その中心線より車両内側に取付けても同様の作用効果を奏する。

−−−第２の実施の形態−−−
図５，６を参照して、本発明による車両用乗員検出装置の第２の実施の形態について説明する。なお、本実施の形態では、第１の実施の形態と同一の構成要素については、同一の符号を記して詳細な説明は省略する。本実施の形態では、第１の実施の形態の赤外線センサ６と同様の赤外線センサ６１，６２がそれぞれ運転席シートバック１２と助手席シートバック２２に設けられており、それぞれの赤外線センサ６１，６２が車室内後部の所定領域の温度分布を撮像している。なお、後述するように、赤外線センサ６１，６２の画角は、第１の実施の形態の赤外線センサ６の画角と比べて狭い。

赤外線センサ６１は、運転席シートバック１２に対して運転席シートバック１２の中心線よりも車両内側となる位置に、後方を撮像するように取付けられている。赤外線センサ６２は、助手席シートバック２２に対して助手席シートバック２２の中心線よりも車両内側となる位置に、後方を撮像するように取付けられている。後述するように、赤外線センサ６１は、主に車室内後部運転席（車両右）側の所定領域の温度分布を撮像し、赤外線センサ６２は、主に車室内後部助手席（車両左）側の所定領域の温度分布を撮像している。

図６（ａ）は、赤外線センサ６１による車室内後部の撮像範囲Ｐ１を示す図であり、図６（ｂ）は、赤外線センサ６２による車室内後部の撮像範囲Ｐ２を示す図である。赤外線センサ６１の撮像範囲Ｐ１には、後席乗員４と、後席乗員４の後方に存在する後席シートバック３２と、リアウインドガラス４１と、サイドウインドガラス４２の一部と、後席乗員４の隣に着座する後席乗員５の一部とが含まれる。赤外線センサ６２の撮像範囲Ｐ２には、後席乗員５と、後席乗員５の後方に存在する後席シートバック３２と、リアウインドガラス４１と、サイドウインドガラス４３の一部と、後席乗員５の隣に着座する後席乗員４の一部とが含まれる。このように、それぞれの光軸が交差しないように運転席シートバック１２と助手席シートバック２２に設けられた赤外線センサ６１，６２によって、後席３１に着座した全乗員４，５を撮像している。

したがって、第２の実施の形態の車両用乗員検出装置では、第１の実施の形態の作用効果に加えて、次の作用効果を奏する。
（１） 後席乗員をそれぞれ赤外線センサ６１，６２で分担して撮像するため、赤外線センサ１個当たりの撮像範囲を小さくすることができる。したがって、画角が小さいレンズ、および画素数が少ないセンシング素子にて赤外線センサ６１，６１を構成することができ、赤外線センサを簡素化、低コスト化することができる。

なお、本実施の形態では、赤外線センサ６１，６２は前席（運転席，助手席）シートバック１２，２２の中心線よりも車両内側に取付けられているが、前席（運転席，助手席）ヘッドレスト１３，２３の中心線より車両内側に取付けても同様の作用効果を奏する。

−−−第３の実施の形態−−−
図７，８を参照して、本発明による車両用乗員検出装置の第３の実施の形態について説明する。なお、本実施の形態では、第１および第２の実施の形態と同一の構成要素については、同一の符号を記して詳細な説明は省略する。本実施の形態では、第２の実施の形態と同様の赤外線センサ６３，６４がそれぞれ運転席シートバック１２と助手席シートバック２２に設けられており、それぞれの赤外線センサ６３，６４が車室内後部の所定領域の温度分布を撮像している。なお、後述するように、赤外線センサ６３，６４の画角は、第２の実施の形態の赤外線センサ６１，６２の画角と比べて狭い。

赤外線センサ６３は、運転席シートバック１２に対して運転席シートバック１２の中心線よりも車両内側となる位置に、斜め後方を撮像するように取付けられている。赤外線センサ６４は、助手席シートバック２２に対して助手席シートバック２２の中心線よりも車両内側となる位置に、斜め後方を撮像するように取付けられている。後述するように、赤外線センサ６３は、主に車室内後部助手席（車両左）側の所定領域の温度分布を撮像し、赤外線センサ６４は、主に車室内後部運転席（車両右）側の所定領域の温度分布を撮像している。

図８（ａ）は、赤外線センサ６３による車室内後部の撮像範囲Ｐ３を示す図であり、図８（ｂ）は、赤外線センサ６４による車室内後部の撮像範囲Ｐ４を示す図である。赤外線センサ６３の撮像範囲Ｐ３は、後席乗員５と、後席乗員５の後方に存在する後席シートバック３２と、リアウインドガラス４１と、サイドウインドガラス４３の一部と、後席乗員５の隣に着座する後席乗員４の一部とが含まれる。赤外線センサ６４の撮像範囲Ｐ４は、後席乗員４と、後席乗員４の後方に存在する後席シートバック３２と、リアウインドガラス４１と、サイドウインドガラス４２の一部と、後席乗員４の隣に着座する後席乗員５の一部とが含まれる。すなわち、赤外線センサ６３，６４は、それぞれ、赤外線センサ６３，６４が設置された前席１２，２２の真後ろに着座する乗員ではなく、斜め後ろに着座する乗員を撮像するように設置されている。このように、それぞれの光軸が交差するように運転席シートバック１２と助手席シートバック２２に設けられた赤外線センサ６３，６４によって、後席３１に着座した全乗員４，５を撮像している。

したがって、第３の実施の形態の車両用乗員検出装置では、第１および第２の実施の形態の作用効果に加えて、次の作用効果を奏する。
（１） 赤外線センサ６３，６４は、それぞれ、斜め後ろに着座する乗員を撮像するように設置されているので、赤外線センサ６３，６４の撮像範囲Ｐ３，Ｐ４に対する画角は、第２の実施の形態における撮像範囲Ｐ１，Ｐ２に対する画角よりも小さくできる。したがって、第２の実施の形態の赤外線センサ６１，６２よりもさらに画角が小さいレンズにて赤外線センサ６３，６４を構成することができるので、赤外線センサをより簡素化、低コスト化することができる。

なお、本実施の形態では、赤外線センサ６，７は前席（運転席，助手席）シートバック１２，２２の中心線よりも車両内側に取付けられているが、前席（運転席，助手席）ヘッドレスト１３，２３の中心線より車両内側に取付けても同様の作用効果を奏する。

−−−変形例−−−
（１） 上述の説明では、各赤外線センサは、赤外線センサが設置された座席の後方の座席に着座した乗員を検出しているが、本発明はこれに限定されない。たとえば、赤外線センサが設置された前席がネットシートである場合、図９に示すように、ミラー４５を用いて、一つの赤外線センサによって前席乗員の背中や臀部の温度分布と後席乗員の温度分布とを検出することで、前席乗員と後席乗員の双方に対して空調制御をすることもできる。

（２） 上述の説明では、演算装置１０で得られた乗員の着座状態の情報は、空調制御装置５１へ伝送されて空調装置５０の制御に供されているが、本発明はこれに限定されない。たとえば、演算装置１０で得られた乗員の着座状態の情報をエアバッグの展開制御や、車載オーディオ装置の音場制御に用いることもできる。

（３） 上述の説明では、後席３１の乗員は２名であったが、本発明はこれに限定されない。後席３１の乗員が３名以上であっても各赤外線センサによって後席３１の乗員の全員を撮像できるので、各乗員に関する物理量を演算装置１０で演算できる。

（４） 上述の説明では、車両の座席は車両の前後に２列設けられているが、本発明はこれに限定されない。たとえば、車両の座席が車両の前後に３列以上設けられている場合、ある一の列の座席の前の座席に設置した赤外線センサによって、一の列の座席に着座した乗員を撮像することで、最前列の座席以外の座席に着座した乗員に関する物理量を演算装置１０で演算することもできる。

（５） 上述の説明では、演算装置１０は、赤外線カメラ６が撮像した車室内後部の所定領域の温度分布の情報に基づき、後席に着座する乗員に関する物理量、すなわち乗員の有無、姿勢、体格、および顔面等の皮膚温を演算したが、本発明はこれに限定されない。たとえば、後席乗員の周囲の温度分布を演算して、車室内温度の情報として、空調制御装置５１へ伝送することもできる。

（６） 上述の説明では、乗員の撮像に赤外線センサを用いているが、本発明はこれに限定されない。たとえば、赤外線センサの代わりにＣＣＤを用いて可視光領域で撮像することもできる。この場合、乗員の体温など、温度に関する情報は得られないが、ＣＣＤで撮像した画像を画像処理することで、乗員の着座状態や体格などの情報を得ることができる。
（７） 上述した各実施の形態および変形例は、それぞれ組み合わせてもよい。

以上の実施の形態およびその変形例において、たとえば、撮像手段は赤外線カメラ６，６１〜６４に、演算手段は演算装置１０に、第１および第２の前席は運転席４および助手席５にそれぞれ対応する。さらに、本発明の特徴的な機能を損なわない限り、本発明は、上述した実施の形態における機器構成に何ら限定されない。

車両に乗車した乗員を上方から見た図である。 赤外線センサ６による車室内後部の撮像範囲Ｐ０を示す図である。 従来の装置のように、赤外線センサ６をルームミラー近傍の天井に取付けた車両に乗車した乗員を上方から見た図である。 図３に示した車両の赤外線センサ６による車室内後部の撮像範囲Ｐ１０を示す図である。 第２の実施の形態の車両に乗車した乗員を上方から見た図である。 図５に示した車両の赤外線センサによる車室内後部の撮像範囲を示す図であり、（ａ）は、赤外線センサ６１による車室内後部の撮像範囲Ｐ１を示す図であり、（ｂ）は、赤外線センサ６２による車室内後部の撮像範囲Ｐ２を示す図である。 第３の実施の形態の車両に乗車した乗員を上方から見た図である。 図７に示した車両の赤外線センサによる車室内後部の撮像範囲を示す図であり、（ａ）は、赤外線センサ６３による車室内後部の撮像範囲Ｐ３を示す図であり、（ｂ）は、赤外線センサ６４による車室内後部の撮像範囲Ｐ４を示す図である。 変形例を示す図である。

符号の説明

１ 車両 ２〜５ 乗員
６，６１〜６４ 赤外線センサ １０ 演算装置
１１ 運転席 １２ 運転席シートバック
１３ 運転席ヘッドレスト ２１ 助手席
２２ 助手席シートバック ２３ 助手席ヘッドレスト
３１ 後席 ５０ 空調装置
５１ 空調制御装置

Claims (7)

1. 車両の前席の背面に設けられて、前記前席の後方に設けられた後席の乗員を撮像する撮像手段と、
   前記撮像手段で撮像した画像に基づいて、前記後席の乗員に関する物理量を演算する演算手段とを備えることを特徴とする車両用乗員検出装置。
2. 請求項１に記載の車両用乗員検出装置において、
   前記撮像手段は、前記前席のシートバックの背面、もしくはヘッドレストの背面に設けられていることを特徴とする車両用乗員検出装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の車両用乗員検出装置において、
   前記前席は少なくとも車両の左右方向に分離して設けられた第１および第２の前席であり、
   前記撮像手段は、前記第１および第２の前席にそれぞれ設けられていることを特徴とする車両用乗員検出装置。
4. 請求項３に記載の車両用乗員検出装置において、
   前記撮像手段は、前記第１および第２の前席の車幅方向の中心位置よりも車両の内側へ設けられていることを特徴とする車両用乗員検出装置。
5. 請求項３または請求項４に記載の車両用乗員検出装置において、
   それぞれの光軸が交差しないように前記第１および第２の前席にそれぞれ設けられた２つの撮像手段によって、前記後席に着座した乗員全員を撮像することを特徴とする車両用乗員検出装置。
6. 請求項３または請求項４に記載の車両用乗員検出装置において、
   それぞれの光軸が交差するように前記第１および第２の前席にそれぞれ設けられた２つの撮像手段によって、前記後席に着座した乗員全員を撮像することを特徴とする車両用乗員検出装置。
7. 請求項１〜６のいずれかの項に記載の車両用乗員検出装置において、
   前記撮像手段は、乗員の発する赤外線を検出する赤外線センサであることを特徴とする車両用乗員検出装置。

Images