JP2005319989A

JP2005319989A - 車内の確認及び監視システム

Info

Publication number: JP2005319989A
Application number: JP2005121580A
Authority: JP
Inventors: David S Breed; デイビッド・エス・ブリード; E Duval Wilber; ウイルバー・イー・デュヴァル; C Johnson Wendel; ウエンデル・シィー・ジョンソン
Original assignee: Automotive Technologies International Inc
Current assignee: Automotive Technologies International Inc
Priority date: 2005-04-19
Filing date: 2005-04-19
Publication date: 2005-11-17

Abstract

【課題】乗車員がエアバッグの装備位置に近すぎる乗車員や、助手席にある後向き子供用シートにいる子供のエアバッグの展開によるケガを防止する。
【解決手段】この発明は、自動車等の車内にいる乗車員たちや、後向き子供用シート110 等の対象物を、超音波変換器131,132,133,及び処理装置101 等を備えた照射技術や１つ更にそれ以上のパターン認識技術を使い、それらから発する信号を受け、処理することで、それらを確認し、監視するシステムである。受信された信号は、送信された信号の反射であったり、車内の自然の信号であったり、対象物から自然に放射された信号かもしれない。確認及び監視システムによって加えられた情報は、車の他のシステムの作用に影響を及ぼすために使用される。
【選択図】図１

Description

本発明は、車内の確認及び監視システムに係わり、特に、乗車員がエアバッグの装備位置に近すぎる乗車員や、助手席にある後向き子供用シートにいる子供のエアバッグの展開によるケガを防止するのに有用な車内の確認及び監視システム関する。

１９８４年、アメリカ通産省の全米高速道路安全委員会が自動車の乗車員の前部衝突に対する安全基準を定めた。この法律は、１９９２年までに全ての乗用車を対象に「受け身の乗車員の拘束」を要求した。さらに、最近の法律では１９９８年までにすべての乗用車と軽トラックの運転席、そしてその他の乗車員の席にもエアバッグを付ける事を定めている。加えて、エアバッグの需要は、ヨーロッパと日本で急増し、また、２〜３年以内にはこれらの地域で生産される自動車（３７００万台）と、段階的に世界中で生産される自動車（５０００万台）にも基本的な装備としてエアバッグが備えられるだろう。

飛躍的に技術は進歩し、数千人もの人々がエアバッグにより助かっている。一方で、本明細書の中でも引用する係属中の特許出願０８／０４０，９７８において詳しく述べられているように、様々な理由から、乗車員はエアバッグに近すぎるためエアバッグが展開する前に突き当たり、ひどくケガをしたり、死亡したりする。

また、助手席にある後向き子供用シートにいる子供は、エアバッグが膨らんだ時、深刻なケガをする危険性がある。これは、今や産業界の大きな関心事であり、アメリカ自動車産業界は後向き子供用シートがある場合、どのようにエアバッグの膨らみを避けるかの解決策を懸命に模索中である。

この発明は、米国で１９９３年３月３１日に出願された「車内乗車員の位置及び速度センサ」（米国出願番号０８／０４０７８）に開示された発明の一つの改良に関するものであって、以下に詳細に述べるように、乗車員室内の物体を確認する手段を有するものであり、上記問題を解決するものである。

この発明は、自動車、例えば乗用車やトラックの車内にいる乗車員たちや、彼らの部分、そして他の対象物を、１つ更にそれ以上のパターン認識技術や照射技術を使い、彼らから発する信号を受け、処理することで、彼らを確認し、監視するシステムである。受信された信号は、送信された信号の反射であったり、車内の自然の信号であったり、対象物から自然に放射された信号かもしれない。確認及び監視システムによって加えられた情報は、車の他のシステムの作用に影響を及ぼすために使用される。

現在エアバッグについては、自動車の衝突の際、後部座席の人を守れるような技術の開発に取り組んでいる。本発明は、車内の人の有無を確認し、人が定められた場所にいるかどうか、また、後部座席の後向き子供用シートの有無を認知することにより、最近のエアバッグシステムにおける指定場所以外の席にいる乗車員と後向き子供用シートの問題を解決し、席に人がいない場合、必要のないエアバッグの展開を避けている。将来において、自動車は後部座席の人のために、また、側面からの衝撃に備えて、８つまた更に多くのエアバッグを備えるだろう。必要のないエアバッグの展開をなくすことに加えて、事故の際、すべてのエアバッグが開いてしまうと、これらのエアバッグの取り替えのコストはとても高くなってしまう。本発明は、人のいない席のエアバッグを膨らませない事で、このコストを最小限にしている。席の占有体としては、人間や犬のような生きている占有体、植物のような生物、及び箱や食料品のバックのような無生物の物体がある。

本発明の車内を確認したり、車の内部のものを監視する装置は、他の多くの問題を解決するために必要である。例えば、車内に何があるかを確認し、監視する本発明の車内の確認及び監視システムがあれば、下記のようなことが可能になる。

乗車員の大きさや位置、また事故の衝撃度によって、エアバッグに流れるガスの量を調節出来るエアバッグがある。本発明の車内の確認および監視システムがあれば、乗車員や後向き子供用シートの有無や位置によって前記エアバッグへガスを供給するインフレータを調節できる。

側面からの衝撃にそなえたエアバッグシステムは、１９９５年生産の乗用車から登場する。エアバッグの展開によってケガをする危険性は、前方衝突のエアバッグと同じように側面衝突の際にもあるであろう。エアバッグに向かい合っている子供の頭はその例である。この発明は、これらのケガを最小限に抑えることができる。

将来の自動車は、自動車の運行または位置選定システムであるグローバルポジショニングシステム（ＧＰＳ）と同じように標準セルラー電話を備えると考えられ、それは１９９８年には少なくとも一つの車種に付けられることが予定されている。事故の際に、電話が自動的に非常事態支援用の１１０番にかかり、そして自動車の正確な場所を知らせる事ができるようになるかもしれない。その場合に、本発明の車内の確認及び監視システム有していると、乗車員数そして彼らの状態まで知らせる事ができるようになり、非常事態サービスは、どのような装置が必要か、また何台の救急車を現場に送ればいいのかわかるだろう。

自動車娯楽システムの技術者によると、乗車員やその他の物の数や大きさ、そして場所がわかれば、自動車の音響システムはもっとよいものになるそうである。これらの情報は、この発明の車内の確認及び監視システムから得ることができる。

娯楽システムと同じように、暖房・換気・空調装置は、乗車員の数、性質そして位置がわかれば改善される。発明の車内の確認及び監視システムは、それぞれの乗車員に合った環境コントロールシステムを作るのに使用されることができる。例えば、ある席に誰もいなければ、このシステムを切ることができる。

また、乗車員の以下のような特定のある部分が関心の対象となっている。例えば、
（ａ）手や腕が閉まりかけた窓に挟まれたら、窓をとめるべきである。
（ｂ）肩の位置によって、シートベルトの固定位置を乗車員の最適の位置に調節する。
（ｃ）乗車員の後頭部の位置によって、ヘッドレストの位置を調節し、後部からの衝撃によるケガが最小限になるように調節する。
上記のいずれも本発明の車内の確認及び監視システムを備えていれば解決できる。

また、本発明の車内の確認及び監視システムをエアバッグ電子センサー及び診断システムと組み合わせると、コンピューターを共有でき、自動車メーカーに大幅なコスト削減をもたらすことができる。同じ理由によって、本発明の車内の確認及び監視システムが側面衝撃のセンサーや診断システムを含む事が、論理にかなったものになる。本発明の車内の確認及び監視システムが乗車員の耳や目の正確な位置が判断出来るようになれば、騒音消去装置の使用によって、娯楽システムの更なる技術進歩が見込まれ、そして運転手の目の位置によって、バックミラーを自動的に調節できるようになる。他の例として、ある一定時間を超えると、運転手の行動を監視する機能が働き、運転手が眠りそうになると警告を発したり、車を運転する機能を失ってしまうと、車を止めることができる。

更に進歩した本発明の車内の確認及び監視システムを使えば、下記に説明する通り、運転手の目の位置を正確に判断して、フロントガラスの一部を眩しい太陽の光や対向車のヘッドライトから守るために、暗くなったりする。このシステムでは、エレクトロクロミックガラス、液晶加工ガラス、または、他の適切な技術や光の来る方向を検知する探知機などを使用する。太陽光線を遮る事に加えて、サンバイザーも必要なくなる。

本発明は、例えば先に引用した係属中の特許出願に開示されている乗車員の位置測定システムに対して、ファジー論理システムやニューラルネットワークシステム、またはその他のパターン認識用コンピュータアルゴリズムなどの更に複雑なパターン認識能力を加え、この技術の応用範囲を大きく広げる物である。ソナーを用い、ニューラルネットワークを使用したパターン認識システムの例は、次の２つの論文に書かれている。ゴルマン氏とセズノスキ氏による「ソナーターゲット探知対象を分類する層別ネットワークの中の隠された単位の解析」（神経ネットワーク第１章７５〜８９ページ，１９８８年）と、「パラレルネットワークを使ったソナーターゲットの分類について」（音響・スピーチ及び信号処理についての報告書，１９８８年７月）に記載されている。

ここで使用されるパターン認識というのは、対象物がどんな分野に属しているかを定めるため、対象物が発生する信号を処理し、対象物と相互に影響し合うことによって修正される信号を処理するシステムを意味する。このシステムによって、対象物がある特定の種類のものなのか否か定められ、また、ある特定の種類のもっと大きなグループの中に属するものと判断される。また、どの種類にも属さないと見なされるかもしれない。処理された信号は、一般的に音波または電磁波に敏感な変換器からくる電気的信号であり、それが電磁波であれば可視光線であったり、赤外線や紫外線またはレーダーであってもよい。

ここで使用されている「確認する」というのは、対象物が属している組や部類を定めることである。部類とは、このシステムの主旨によると、後向き子供用シートやすべての乗車員、後向き子供用シートに座っていない乗車員を含んでいる。特定の人物が確認されるという場合には、その組や部類は、たった１つの要素、即ち、その特定の人物しか含まれていない。

いくつかの例を述べる。受け身の赤外線システムにおいて、探知機は、その確認できる範囲内にある対象物（この場合は乗車員）からの赤外線を得て、この赤外線放射にもとづいて、その体温を測定する。本発明の車内の確認及び監視システムは、後向き子供用シートに子供がいるかどうか、普通に座っている大人がいるかどうかを体温によって判断し、他のシステムを制御する。しかし、この技術は、パターン認識システムにデータを入力できる体温に限定されてしまう。例えば、子供を検知する場合、毛布をかぶっている場合などが問題になる。また、後方向き子供用シートか前方向き子供用シートかを確認することも不可能になる。全ての場合において、この技術は、例えば暑い中、気温が体温と同じ温度まで達してしまうと、乗車員を判断できなくなる。しかし、車内の気温をコントロールするのに使用するために、例えば、個々の乗車員の体温を正確に計る受け身の赤外線システムは有効である。

レーザー光システムにおいて、赤外線レーザービームは、すでに述べられた方法によって、また上記の係属中の特許出願の図８に述べられ、説明されているように、対象物、乗車員、または子供席を一瞬にして把握する。また、いくつかの場合には、ＣＣＤ装置（テレビカメラのタイプ）は、反射光を受信するのに使用される。レーザーは走査モードで使用されたり、レンズを通して使用され、対象物の大部分をカバーする光の円錐を創り出してもよい。それぞれの場合、指定された対象物やその構成要素を判断し、分類し、位置を捜し当てるために、上記に示されたパターン認識システムを使用する事も可能である。このシステムは、素早い情報速度で、対象物についてのほとんどすべての情報を提供することができる。その主な欠点は、超音波や受動の赤外線システムより更に高いコストである。将来的には、レーザーのコストは下がるので、このシステムの競争は激しくなるであろう。このシステムの実施次第で、レーザー光線が乗車員の目に入れば、乗車員の安全に関心が高まるかもしれない。

レーダーシステムは、上記に示したレーザーシステムと似たような特性を持つ。特定のレーダーシステムの波長の長さにより、ある決まったサイズより小さな対象物を探知するパターン認識システムの能力は限定される。しかしながら、再び述べたい事は、レーダーからの子供や他の乗車員の人体への影響についても関心が集まっていることだ。それらは、アメリカ食料・薬品機構からのレポートに示されている。

超音波システムは、もっとも安いが、音速に由来する遅延や、レーザーシステムよりかなり長い波長を使うために、レーザーやレーダーシステムよりも少ない情報しか提供できない。波長は、システムによって見えてくるはずの詳細な部分を限定してしまう。この限界にもかかわらず、下記に示すように、超音波は、乗車員の位置や速度を正確に知ることができるように、タイミングよく、情報を提供する。そして、適切なパターン認識システムと共に使用された時、後向き子供用シートの有無の判断が可能である。後向き子供用シートを確認するために使われるパターン認識システムは、ニューラルネットワークを使用し、ゴルマン氏らによる上記の引用文献の中に述べられたものと似ている。

焦点を当てるシステム、例えば、カメラなどで使用されているものは、乗車員の頭の位置を定めるために使用されるかもしれないが、反応が遅すぎる為、衝突の時にその位置を把握できないし、また、それ自体によって後向き子供用シートや乗車員の有無を判断できない。しかし、夜間見えやすくするための赤外線照明や、適切なパターン認識システムがＣＣＤ装置に付けられれば、それは可能である。

上記の議論からも、自動車において標準的な照射及び／または受信技術に複雑なパターン認識システムを追加して用いる事によって、多数の新製品やシステム、または、現在は不可能なものの能力の開発が可能になることは明らかである。

主な目的及び利点は次の通りである。
１．自動車の特定の席における人間の有無を判断する事、そして、車の他のシステム、例えば、エアバッグシステムや暖房・空調システム、娯楽システムやその他の操作にも、影響を与えるためにこの情報を使用する事。

２．自動車の特定の席における人間の有無を判断し、その位置を測定し、この情報を他の自動車システムの操作のために使用する事。

３．自動車の特定の席における人間の有無を判断し、車内の乗車員室に対するその相対的速度を計り、この速度情報を他の自動車システムの操作のために使用する事。

４．席から離れた所にあるセンサーを使用して、車内の席の位置を測定し、そして、その席があらかじめ決められた位置になるように、記憶システム及び適切なアクチュエータと連動させて、この情報を使用する事。

５．自動車内の乗車員の位置、速度または大きさを判断し、エアバッグのインフレータシステムによって、ガスの発生率や量をコントロールする事。

６．乗車員がシートベルトを着用しているかを判断し、それによって、エアバッグシステムの特性を変更する事、この判断は、モニターで監視したり、シートベルトの肩の位置に設置された共振器を使用することによって行われる。

７．後部座席の乗車員の有無とその位置を判断し、前方からの衝撃がある際に、後部座席の安全のためにエアバッグを操作する事。

８．乗車員の有無とその位置を判断し、側面からの衝撃に備えたエアバッグを操作する事。

９．車窓の開閉を判断し、車の他のシステムを操作する事。

１０．窓が閉まる時、人の手やその他の物が挟まれていないかを判断し、車窓開閉システムを操作する事。

１１．電磁波や音波を用いた照射送受信システムを用い、車のドアがきちんと閉まっているかどうかを遠隔測定する事。

１２．車の乗車員の肩の位置を測定し、シートベルトの固定位置をコントロールするためにその情報を使用する事。

１３．乗車員の後頭部の位置を判断し、ヘッドレストの位置をコントロールするためにその情報を使用する事。

１４．車内のある特定の席に後向き子供用シートがあるかを確認し、この情報を他の車内システム、例えば、エアバッグシステムの操作に影響を与えるために使用する事。

１５．車内の乗車員の総数を確認し、事故の際、その情報だけでなく、その乗車員の状態などの他の情報も、車から離れた位置にある受信器に送信する事。

１６．車の乗車員室内の乗車員やその他の対象物の大きさ、または位置の測定に基づいて、車内娯楽システムに影響を与える事。

１７．車の乗車員室内の乗車員やその他の対象物の大きさ及び位置の測定に基づいて、暖房・換気・空調システムに影響を与える事。

１８．乗車員から発せられる赤外線によって乗車員の体温を測定し、その情報を用いて、暖房・換気・空調システムを制御する事。

１９．車内の乗車員の位置を測定するための車内監視システムを提供し、エアバッグシステムをコントロールするための各種電子機器を、同じシステム内に導入する事。

２０．運転手の目のだいたいの位置を測定し、その情報を車のバックミラーの位置をコントロールするために用いる事。

２１．運転手の頭の位置を監視し、運転手が眠っていないか、健康を害していないか、また運転能力を失っていないかを判断し、その情報を用いて自動車の他のシステムに影響を与える事。

２２．車の運転手の目の位置を監視し、運転手が眠っていないか、健康を害していないか、また運転能力を失っていないかを判断し、その情報を用いて自動車の他のシステムに影響を与える事。

２３．車の乗車員の目の位置、及び対向車のヘッドライトや太陽光線のような光源の方向を測定し、乗車員の目に入る光の強さを減少するようにフィルターを起こす事。

２４．車の乗車員の目の位置、後続車のヘッドライトや太陽のような光源の方向を測定し、バックミラーから反射され、乗車員の目に入る光の強さを減少するようにフィルターを起こす事。

２５．車の乗車員の耳の位置を測定し、その情報を用いて、騒音を消去する音を用いるなどの方法によって乗車員の耳に達する音の質を改良するように娯楽システムを制御する事。

２６．外見やその他の性質のような因子によって、特定の運転手を識別し、この情報を用いて、安全システム、席の調整、車の制限速度などを制御する事。

これらの、及びその他の目的や利点は、この発明の車内の確認及び監視システムの好ましい実施態様についての次の説明から、明らかになるであろう。

図１は、車の前部乗車員座席の後向き子供用シート１１０を含む乗車員室、及び、乗車員と後向き子供用シートの探知機の好ましい設置位置を示す。この実施例には、３つの超音波変換器１３１、１３２、１３３が使用されている。変換器１３２は、超音波エネルギーを前部乗車員席に向けて送信し、この場合、後向き子供用シート１１０によって反射され、そして反射波を変換器１３１と１３３が受信する。変換器１３１及び１３２が受信した信号は乗車員席を占有する物、この場合は後向き子供用シート１１０の形に応じて時間とともに変化する。それぞれの物は、違ったパターンを有する信号を反射するであろう。また、変換器１３１が受信したパターンは、変換器１３３が受信したパターンとも僅かに違っている。２つの変換器１３１及び１３３を通してある種の立体画像が２つの変換器によって受信され、処理装置１０１によって分析のため記録される。この画像は、車内に置かれたそれぞれの対象物によって異なり、また各特定対象物や各座席の位置によっても変化する。

各超音波受信機から記録された“画像“は、実際は記録された信号の振幅と時間の関係を時系列的にデジタル化したデータである。２つの受信機があるので、２つの時系列データが得られ、処理装置１０１によって処理される。違った対象物が前部乗車員席に置いてある場合、２つの画像は異なるが、後向き子供用シートのすべての画像の間には、例えばそれがどこの席にあったとしても、どのメーカーの子供用シートであっても、似た所がある。また、乗車員の服、歳、大きさなどに関係なく、席に座っている人々の画像はみな似ている。問題は、乗車員の画像と子供用シートの画像の違いを見分ける法則を見つけることである。多種の子供用シートの画像の類似点は、時系列のある一部だけを見た人には分からないだろう。したがって、多種多様なパターンで分類するためにコンピューターアルゴリズムが開発されている。

これらの法則を見出す事は、この発明のパターン認識技術に主要なことである。一般的に、人工知能であり、ファジー論理及び人工的ニューラルネットワークという３つの方向が有用である。この発明のいくつかの実施例において、例えば下記に述べるような、窓を閉める際に何か物が挟まらないかを確認する際に、訓練を積んだ調査員が、反射された音波信号を見て、必要とされる決定事項をつくるための簡単なアルゴリズムを工夫するという方法は、十分明らかである。後向き子供用シート、または乗車員の有無を判断するような別の場合には、法則を求めるのに人工的ニューラルネットワークが用いられている。パターン認識の法則を求めるためのニューラルネットワークのソフトウェアの一つは、ペンシルバニア州ピッツバーグのネウラルウェア社で手に入れることができる。

後向き子供用シートや乗車員の有無、及び空席を判断するためのシステムは、人工的ニューラルネットワークである。この場合、ネットワークは変換器１３１及び１３３によって探知された２つの反射に基づいて作動する。訓練の機会を通じて、前記３つの場合の間の違いを識別するようにシステムを教育する。これは、すべての可能な後向き子供用シートを、可能な限りの乗車席に置くという多数の実験によって導かれた。同じように、効果的な多数の実験は、乗車員や箱、食料品の入ったバックや他の対象物によっても行われた。約１０００回もの実験が行われた。その結果、ニューラルネットワークが十分に訓練され、前記３つの場合の違いが区別され、とても高い確率で正しい結果を得ることができるようになった。

一度ネットワークが決められると、ネウラルウェア社に供給された道具を使って、結果を調べる事が可能である。例えば、トライアルアンドエラーの技術によって、最終的に得られた法則を定める事が可能である。この場合、法則をマイクロプロセッサの中にプログラムすることによって、ファジー論理や他の法則に基づく法則を得ることが出来る。また、ニューラルコンピューターは、直接的にそのネットワークを実施するのに用いることができる。どちらの場合も、パターン認識の技術の当業者によって実施することができる。もしマイクロプロセッサを使用すれば、受信した変換器からのデータをデジタル化するアナログデジタル変換器からのデータを保存するため記憶装置が必要となる。一方で、もしニューラルネットワークコンピュータが使用されるならば、アナログ信号は変換器からニューラルネットワーク入力ノードへと直接供給され、中間記憶は必要なくなる。この記憶のタイプの幾つかは、マイクロプロセッサのようにコンピュータープログラムを保存することが必要となる。そして、もしニューラルネットワークコンピューターが複数のタスクのために使われるならば、記憶することは、それぞれのタスクに伴う特定の価値をそのネットワークに保存しておくために必要になってくる。

別のシステムが、図２に示されてる。これは、この発明の車内の確認・監視システムと車内セルラーコミュニケーションシステムとの接続部を示す断面図である。この図において、前部乗車席２２０に乗車員２１０が座っており、そして、２つの超音波変換器２３１と２３２を使用しているのが示されている。この変換器の一つ２３２は、この場合受信機、送信機両用として機能しているが、一方、変換器２３１は受信機としてのみ機能する。代わりに変換器２３１を送信機、受信機両用とすることもでき、２つの装置の間で送信機能を変えることができる。また図２では、変換器２３１及び２３２には、Ａ支柱の中に埋め込んで車に取り付けられ、同じように埋め込まれた処理装置１０１と接続されている。Ａ支柱とは、自動車の前部に最も近い屋根支柱で、屋根を支える事に加えて、フロントガラスや前部ドアを支えている。

監視システムとセルラーホンシステムとの接続部分は、アンテナ２５０の方向に出力する箱２４０によって図式的に示されている。変換器２３１及び２３２はパターン認識用のハードウェア及びソフトウェアと共に、自動車が走り出して２〜３秒以内に乗車員の有無を把握する。前記パターン認識用のハードウェア及びソフトウェアは、処理装置１０１の中で実行され、印刷回線板、又はフレキシブル回線基板上に前記変換器２３１及び２３２共にパッケージされている。車内の他の席を監視するために設置された同様のシステムは、他の席に乗車員がいるかどうかを確認し、この結果は、各監視システムの処理装置１０１の一部であるコンピューターの記憶回路に記憶される。事故のときは、セルラー電話システムと結合された電子システムが、多くの車内監視システムの記憶を問いただし、車内の乗車員数を確認する。更により複雑なシステム内では、乗車員がシートベルトをしているかどうか、事故の後、動いているかどうかまで確認する。そして、セルラー電話システムは、自動的に非常事態用オペレーターに電話をし、車内モニターシステムから得た情報は転送され、その情報によって出動する救急車の数や事故現場へ送る道具などを決めることができる。このような設備を持つ自動車はまだ実用化されていないが、１９９０年代後半の実用化にむけて計画が進められている。このような自動車は、その正確な位置を確認し、非常事態用オペレーターへ情報を転送できる包括的位置確認システムなどを備えるようになるだろう。

現在使用されている暖房・換気・空調システム（ＨＶＡＣ）の制御は、本発明の車内監視システムの実施の可能性を裏付けるものではない。それは、少なくとも、電子式冷暖房システムが、現在使用されている従来のシステムと交換されるまでは、多分ありえないだろう。しかし、もし監視システムがあれば、コストをあまり上げずにＨＶＡＣを制御するのに使用できる。このシステムの利点は、多くの自動車が運転手しか乗っていないため、空席には直に暖房やエアコンの風を送る必要が無くなる事である。これにより、自動車が運転手１人で走り始めた時、暖房やエアコンの風を送る必要が無くなり、運転席のみ暖房やクーラーを効かせることができ、エネルギーの節約になる。

図３は、車内の乗車員室の断面図で、本発明の車内の確認及び監視システムと車内暖房・空調システムとの接続部２６０を示す図である。図３とその他の図において、同じ数字は同じものを示している。音波の変換器２３１と２３２に加えて、乗車員の体温を計れる赤外線センサー２３４も示されている。各変換器からの出力は、処理装置１０１に入力され、接続部２６０にかわるがわる接続される。この方法において、ＨＶＡＣは車内の温度よりもむしろ乗車員の体温に基づいて制御される。この本発明は、個々の乗車員がそれぞれに監視されること、そして、ＨＶＡＣシステムが、全ての乗車員に対して設定された温度に基づいて若しくは間欠的に各々の乗員のために調整される。そして、各乗車員は、図３の２５０に図示される調節用ノブを調節することによって自分自身の好みの温度を設定することができる。車内にはそれ自身が備えている処理装置１０１を含む電子機器と共に監視システムが既に設置されているので、赤外線センサーは僅かな追加費用で取り付けることができ、処理装置も共有できる。

エアバッグの膨張を制御するために本発明の車内の確認及び監視システムを使用する例は、先に引用した係属中の特許出願において詳しく述べられている。この場合、エアバッグに対応する乗車員の位置を正確に把握するため、乗車員やその手足の間の違いを見分ける簡単なパターン認識システムを使う事が基本になる。事故が起きたとき、乗車員は事故そのものからくるケガでなく、エアバッグモジュールの膨張によるケガをするほどエアバッグモジュールに近い位置にいた場合、エアバッグの膨張は抑えられる。本発明の車内監視システムは、席にいる人の性質を判断し、エアバッグをどのように膨張させるかを決定するものである。図４は、車内の確認及び監視システムとエアバッグシステム２７０との接続部を図示する断面図である。

この場合、超音波変換器２３２は、乗車員に向かって多くの超音波を送信し、その超音波は乗車員に当たって反射され、受信機２３１と２３２によって受信される。超音波が送信機から出て、受信機に返るために必要な時間は、乗車員とエアバッグの距離によって決まる。これらは、前記係属中の出願に詳しく述べられている。しかし、この発明の場合、乗車員の顔や胸を示す反射信号の一部は、ニューラルネットワークのようなパターン認識技術によって決定される。エアバッグに対する乗車員の相対的速度は、乗車員がエアバッグに付いている時、時間を十分正確に予測ができるよう、連続した位置測定により決定される。乗車員の相対的速度と衝突による減速パルスの積分とを較べて見ると、乗車員のシートベルトの着用の有無は、どのようにエアバッグ膨張を開始するかを決定する要素になると言える。乗車員がシートベルトをしている可能性がないほど移動した場合のみ、乗車員がシートベルトを着用していないという情報を与える。

この過程と音波や電磁気などの様々な技術の利点についてのより詳しい論議は、ＳＡＥ論文940527の中にあるブリード氏らによる「乗車員の位置検知」の中に詳しく述べられている。この論文の中に述べられているのは、音波が乗車員に到達し、返ってくるために必要とされる時間は、衝突事故の時、乗車員の位置測定に音波を用いる妨げにはならない程の時間であるということである。位置測定や多くのパターン認識応用のためには、超音波は健康に害がなく、レーザーやレーダーよりも安い事から、より望ましい技術である。超音波の限界として主にあげられる特性は、その波長には認識できる対象物の大きさに限界があることである。例えば、個人の特定を必要とする場合には、光学的システムが必要である。

音響エンジニアたちにはよく知られていることだが、娯楽設備の音質は、その性質やそれが作動する空間の内在物やその空間を取り囲む表面などによって左右される。音響エンジニアが自動車システムをデザインする時、空間やその空間を取り囲む自動車の表面についての知識を持ち合わせている。しかし、ある特定の日に何人の人が車に乗るかは知ることはできないので、このシステムには、妥協が必要となる。もし、乗車員数とその位置、そして個々の大きさまできちんとわかっていれば、音質を向上させるために調節する事は可能である。したがって、図５は車内の確認及び監視システムと娯楽システムとの接続部２８０を図示したものである。この監視システムが提供する情報を使った特別娯楽システムのデザインは、当業者によって適宜になし得ることである。

このシステムにおいて音波検知像を得るために実用的な音波最大周波数は、約４０〜６０キロヘルツである。５０キロヘルツの音波の波長は、約０．６ｃｍで、例えば人間の顔面の特徴を見極めるには、きめが荒すぎる。当業者にはよく知られていることだが、照射光の波長よりも小さいものは見分けることができない。通常のレーダーシステムの波長は、０．９ｃｍ（33,000MHz K バンドに対して）から１３３ｃｍ(225MHz P バンド) ととても幅があるが、人物確認システムにはきめが荒すぎる。図６では、前述のデザインの超音波変換器の代わりに、レーザー変換器２３１及び２３２が用いられ、マイクロプロセッサ１０１に接続されている。他の全ての方法においても、このシステムは同じように作動する。このレーザーシステムのための電子回路の設計は、先に引用した係属中の特許出願、特にその図８とそれに対応する説明において、詳しく述べられている。この場合、ニューラルネットワークのようなパターン認識システムが用いられ、それは受信機２３１と２３２からの復調信号を用いるものである。

この監視システムの処理装置１０１の出力は、自動車発車システム、娯楽システム、席、鏡、台車ばね装置（サスペンション）、その他の調節装置、または他の何らかの自動車に適用されうる装置であるところの一般的な接続部２９０に接続されて示されている。

この発明の車内の確認及び監視システムを実施するために好ましい２つの方法に、マイクロプロセッサーシステムと特定用途の集積回路システム（ＡＳＩＣ）がある。２つのシステムはともに１０１か６０１ (図17参照) として図示されている。マイクロプロセッサーシステムを説明するブロック図は、図１のシステムの実施方法を示した図７に示されている。ＡＳＩＣを使った図１のシステムの別の実施方法が、図８に示されている。どちらの場合も、１１０が後向き子供用シートのような対象物として、１３１、１３２、１３３が３つの変換器として図示されている。

図９には、図１における後向き子供用シートの代わりに、前部乗車員席に箱２９５がのっている本システムの図が示されている。この発明の車内の確認及び監視システムは、箱２９５が後向き子供用シートでも、乗車員でもないと判断できるように訓練されており、したがって、それは空席として扱われ、エアバッグの膨張は抑制される。この訓練は、先に述べたように、ピッツバーグのネウラルウェア社によって提供されており、このソフトウェアを使ったニューラルネットワークを使って行われる。このシステムは箱が人間である可能性を判定するが、もしそれが人間であると微かな可能性でもあれば、エアバッグ膨張は抑制されない。したがって、このシステムは普通、エアバッグ装置が展開する方向にバイアスを与えている。

側面からの衝撃に備えたエアバッグは、いくつかの車種ですでに使用されている。これらの最初のエアバッグは、前方衝突から身を守るための運転席と助手席用エアバッグに比べると、とても小さいものである。しかし、小さな子供が頭をエアバッグに向けて眠っているかもしれないので、車内の確認及び監視システムは、その膨張を避ける必要がある。図１０は、超音波変換器３３０が、エアバッグシステム付近のドアに設置されていることを示している。この装置は、エアバッグ付近の物を確認するのには使用されず、単に対象物の位置を確認するのに使用されている。

後頭部探知機３３４もまた、図１０に示されている。この探知機がヘッドレストと乗車員の頭との距離を把握し、ヘッドレストの位置を調節し、後方からの衝撃があった時、きちんと頭を支えられるように、乗車員の頭の位置にヘッドレストを設置する。殆どの自動車のヘッドレストは、調節可能であるが、それを適切な位置に設定している事はまれである。毎年、後方からの衝撃によって約９０，０００件の事故で４００，０００人以上ものむち打ち症が起こっている（全米高速道路安全機構より）。適切な位置にヘッドレストがあれば、このような事故を減少させることは可能である。後頭部探知機３３４とヘッドレスト制御機構の回路３４０とを接続していることが図示され、この制御機構はヘッドレストを上下させたり、前後させたりする事ができる。

運転手がセルラーホンを使用している時、車内の騒音を拾い上げ、何を言われるのか聞き取るのに困難な事がある。指向性マイクロフォンを使用し、それが運転手の口の方に向けられれば、騒音を減らす事ができる。これは、運転手の口の位置が、体の大きさや座っている位置によって変化するため、実行するのは大変難しい。この発明の車内の確認及び監視装置を使用し、適切なパターン認識技術を用いれば、運転手の頭の位置は、超音波でも十分正確に測定することができ、１５°の円錐角を有する指向性マイクロフォンを運転手の口の方に向けられれば、彼の声を明確に受信することができる。また、このようなシスシムを用いれば、前後の席の間で簡単に会話をする事もできる。このようなシステムは、図１１に示されており、３つの超音波変換器２３１、２３２、２３３の使用を示している点でのみ、図２に似ているが、これは運転手の頭の位置確認やマイクロフォン３５５の指向方向をコントロールするためのものである。スピーカー３５７は、このシステムを完全なものにするため、電話システム３５９と接続された状態を図示されている。

変換器２３１と２３２はＡ支柱の中の高い位置に置かれ、３番目の変換器２３３はヘッドライナーに取り付けられ、変換器２３１と２３２を水平移動した位置にある。２つの変換器２３１と２３２は頭の垂直方向の位置を定める情報を提供し、２３１の一部と２３３と２３２は共同で、頭の水平位置を把握する情報を提供する。この３つの変換器は、車内の高い場所に位置しているため、最初に返ってくる信号は頭からのものである。頭部を越えた所から反射してくる信号を消すために、一時的なフィルターが使用される。そして、頭部の中心位置を把握することは、頭部から反射されてきた信号の図心によって見いだされる。変換器２３１、２３２、２３３から受信された３つのシグナルによって、一旦、反射信号の図心の位置が確認されれば、その位置までの距離は、信号が頭からそれぞれの変換器までにかかった時間によって計算する事ができる。３つの変換器と頭の中心を見つけるためのアルゴリズムを使い、また口と頭部中心とのすでに知られている関係についての情報を通じて、口の位置は、直径約５インチ（１３ｃｍ）の円の範囲内にあると容易に推定できる。これは、指向性マイクロフォンが、口を覆い、必要のない騒音の大部分を取り除くのに十分な精度である。

対向車のヘッドライトは、運転手が道路を見たり、安全に運転する時、大きな妨げになる。これは、事故の大きな原因になり、不快なものである。この問題は、特に雨が多方面の反射を起こす悪天候の時に、顕著である。日よけ板によっていくらかこの問題は解決できるが、しかし、日よけ板は窓の大部分の視界を完全に遮ってしまうため、窓全体を覆うためには使用できない。同じような問題が、太陽が上りその方向へ車を走らせる時に起こる。車内監視システムは、運転手の目の位置を測定することによって、この問題の解決に寄与できる。もし、いくつかのセンサーが、対向車のヘッドライトや太陽光線の方向をキャッチすれば、エレクトロクロミックグラスや液晶膜を通して、運転手の目と光の出所との間にフィルターを起こし、フロントガラスのある一部分を暗くすることができる。エレクトロクロミックガラスは、電流を応用する事でガラスの色を変化させることができる素材である。制御された格子またはマトリックスにフロントガラスを分け、正しい方向からフロントガラスに電流を流す事で、フロントガラスのある一部を暗くする。

図１２は、このシステムがどのように作動するかを示している。自動車４０２にあるセンサー４１０は、対向車４０４のヘッドライトの方向を測定する。センサー４１０は、レンズと、電荷結合素子（ＣＣＤ）及びＣＣＤの最も明るく照らしだされる部分を測定できる適切な電子回路とから成るものである。処理装置１０１の中に記憶されているアルゴリズムは、ＣＣＤからの情報に基づいて、対向車のヘッドライトの方向を計算する。図１０についての説明において、運転手の口の位置の測定に関連して述べたような方法で、変換器２３１、２３２、２３３も、自動車４０２の運転手２１０の目の位置を測定する。しかし、この場合には、運転手の目の位置のある可能性のある範囲は、直径約３インチ（７．５ｃｍ）の精度で測定されている。この計算には、誤差があるかもしれないが、下記の方法によって、運転手が自分でこの誤差を補正する設備が備えられている。

自動車４０２のフロントガラス４１６は、エレクトロクロミックガラスと液晶膜から成り、フロントガラス４１６において互いに直交する方向４２２と４２４に電流を流すことによって、部分４１８を選択して、暗くする事ができる。暗くなる特定の一部のフロントガラスは、処理装置１０１によって決められる。対向車からのヘッドライトの方向と運転手の目の位置がわかると、運転手の目とヘッドライトの間にフィルターを設けるべく、フロントガラスのどの部分を暗くするかを決めるために簡単な三角法を利用する。これは、処理装置１０１によってなされる。ここには示されていないが、パネルや他の便利な場所にあるその他のコントロールシステムによって、運転手が暗くなる分量を選択する事ができる。この方法により、運転手の個々の好みに合わせて光の分量を調節する事ができる。センサー４１０は、一定方向からの光にも、多方向からの光にも対応できるように設計されているため、フロントガラスの幾つもの部分を暗くする事ができる。

上記で述べたように、音波システムを使った運転手の目の位置の計算には、誤差があるかもしれないので、この誤差を正すための設備が必要となる。このシステムでは、パネルやハンドル、また他の便利な場所についているつまみでこの誤差を修正するため、運転手がフロントガラスの暗い部分の中心を調節することができる。その他の解決策としては、運転手が少し頭を動かす事が考えられる。運転手の目の位置を一度測定してしまうと、運転手が頭を動かさない限り、この測定値を変えられないからである。対向車からの光を視野から追い出すために、フロントガラスの暗い部分を中央に設定するには、運転手は頭を少し動かすだけでよい。監視システムは、その最初の頭の移動を察知し、自動的に計算し、正しい位置に設定する。

現在、エレクトロクロミックガラスは、センサに対して照射される光の量に反応して、バックミラーの全体を暗くするために使用される。これは、バックミラーの全体を暗くするために、運転手が後ろからくる物を見る能力を著しく低下させる。もし、後続車がその光を薄暗くしたら、運転手が他の後続車を見るには、鏡は暗すぎる。もし、バックミラーが、不快を与える他の車からの光を覆う位置にのみ、暗くなる部分を設定できるならば、運転手は、光の眩しさ、薄暗さを気にせずに、後続車の光をきちんと見ることができる。これによって、眩しい光を放つ後続車のみでなく、すべての後続車を見ることが可能になる。

エレクトロクロミックガラスを備え、暗くなる部分を選択できる液晶フィルムからなるバックミラー４６０が、図１３に示されている。バックミラー４６０は、後続車４０５のヘッドライトからの光４１２の方向を測定する光センサー４６２と接続されている。上記と同じ方法で、変換器２３１、２３２、２３３は運転手２１０の目の位置を測定する。双方のセンサーシステムからの信号、２３１、２３２、２３３、及び４６２は、鏡のどこを暗くするべきかを測定する処理装置１０１と組合わされる。そして、上記に述べたフロントガラスシステムと同じ方法で、鏡に適当な電流が送られる。

シートベルトは、車の上部固定位置がそれを装着している乗車員の肩に垂直に近いほど、効果的である。もし固定位置が低すぎると、肩に加わるベルトとの摩擦が乗車員に不快感を与えるし、もし固定位置が高すぎると、首の上に加わるベルトとの摩擦が乗車員に不快感を与え、事故の際には、前方にかなり移動して、頭をハンドルにぶつけてしまう。特に女性は、シートベルトの固定位置の調節が不適切であると不快を感じる。これらの理由から、乗車員の肩よりも若干高い位置にシートベルト固定位置を定めることが望ましい。様々の大きさの乗車員ごとにこの事を実現するため、乗車員の肩の位置を、ここで述べた車内の確認及び監視システムによって測定しなければならない。そのためのシステムであるシートベルト固定位置調節システムの断面図が、図１４に示されている。このシステムにおいて、発信機兼受信機５２０は、乗車員の肩の上方、外側にあるヘッドライナーのような便利な場所に設けられている。この図には、乗車員の肩とヘッドレストと共に、狭い楕円形のビーム５２１が、変換器５２０から放射されている状況が示されている。そして、肩の位置を測定するため、先に述べた適当なパターン認識システムが用いられている。また、図示されているシートベルトの固定高さ調節システム５２８は、この情報をもとに、固定位置５２９を適切な位置に垂直移動する。

音波共振器は、あらかじめ設定された周波数で励磁されたときに共振する装置である。もし、４０キロヘルツに設定された装置が４０キロヘルツの超音波の放射を受けたとすると、反射波より強い信号にして反射するであろう。この音波共振器を車内の乗車員室の特定の席に置けば、反射信号は、共振器から受信機までの距離に比例した時間内に、特定位置において振幅が大きく波長の狭い信号として容易に確認される。この音波共振器によって簡単に反射信号を確認できるので、車内の乗車員室のある特定の位置までの正確な距離を測定する時に、効果的な方法を提供する。もし、この様な共振器がいくつか使用されるなら、それぞれに少しずつ違った周波数が用いられ、回路によって分別され、確認される。このような共振器を使えば、車内の様々な物を確認できる。例えば図１５に示されるように、３つの共振器が座席に置かれ、席の前後と背もたれの上位置を確認するのに用いられる。この場合、Ａ支柱の中に設けられた変換器２３１と２３２は、席の位置測定のため変換器６４１、６４２、６４３とともに使用される。そして、この情報が図示されない座席の記憶及び調節システムのために使われ、一般的に座席調節モーターに近い席の下に設けられている現用のセンサーが省略できるようになる。従来のシステムでは、前記座席センサーを座席位置調節システムに電線で接続しなければならず、そのため故障しがちになる。車内の確認及び監視システムを安価な共振器とともに使用するだけで、従来用いていた座席センサーを省略することができ、自動車メーカーにコストの低減をもたらすことになる。

上記に述べた共振器は、自動車のあらゆる物の位置を測定するために使用される。これらの共振器は、ある特定の周波数に共振するように製造される。もし、共振器の数が想像を超えて増加すれば、２周波共振器を使うことができる。その場合、一対の周波数がある特定の位置を確認するために使用される。その代わりに、特定の周波数で共振する共振器を、ある特定共振器または特定の共振器群と共に作動するように設計された、共振周波数を送信する特別の送信機と合わせて使うこともできる。変換器のコストは、特別な目的のために特別な変換器を使用できるようにするため、十分に安くなっている。

すでに述べた種類の共振器のその他の応用方法として、シートベルトの位置確認やそれをどのように使用するかを決めることが挙げられる。もし、乗車員がシートベルトをしている事が分かっているなら、エアバッグの膨張を開始すべき速度のしきい値は増加される。乗車員がシートベルトによって拘束されているならば、低速における事故には、エアバッグは必要ないからである。これによって、シートベルトによる安全の効果以上に、エアバッグの効果がほとんど、または全くない場合には、エアバッグが作動する回数は減少する。例えば、図１６では、変換器２３１と２３２によって感知されるシートベルトの前面に共振器６０２が取り付けられている状態が示されている。このシステムは、車内の後向き子供用シートの有無を確認するためにも使用できる。この場合、共振器６０３は、図１に示されている後向き子供用シートの前方または、図１に示されているように他の便利な場所に置かれている。

このような共振器のその他の使い方として、ドアや窓の上に設置し、それぞれや窓の開閉を確認する事がある。例えば、図１７では、共振器６０４は窓の上に置かれ、変換器６１１と６１２によって感知される。この場合、変換器６１１と６１２は共に窓ガラスの端と窓枠との間の空間をも監視している。多くの自動車は、現在、ボタンを一時押すだけの“エクスプレス・オープン“と呼ばれる窓の快速開システムを備えている。例えば、料金所で運転手が窓コントロールボタンを押すだけで、窓が素早く開く。自動車メーカーの中には、“エクスプレス・クローズ“と呼ばれるように、窓を閉めるためにこのシステムを利用する事に反対の者もいる。なぜならば、運転手や後ろの席から身を乗り出す子供の手、その他の物が窓と窓枠に挟まってしまう危険性があるからである。もし、窓の端と窓枠の間の空間が車内監視システムによって監視されていれば、この問題は解決される。窓ガラスの上にある共振器６０４も、上面の位置を示し、その位置より下からの反射は無視される。

窓監視システムには様々なデザインが可能であり、特定の選択は自動車メーカーが何を必要としているか、また、どのような性能を必要としているかによる。ここでは、２つのシステムについて述べる。

最初の例は、図１７に示されているように、変換器６１１と６１２の間に位置している１つの送信／受信器６１３を使用する。変換器６１１からの出力は、窓の先端と窓枠の間の空間に何もない開かれた窓の状態を記録する。動作状態において、変換器６１３が、空間から反射してきた信号を受信すると、上記記憶された基準信号と反射してきた信号を、監視ししつつ比較する。これは処理装置６０１によってなされる。もし、前記空間から反射してきた信号と記憶された信号との間に違いがあって、監視空間に何か反射する物がある事を示唆しているならば、窓は快速開閉モードでは閉まらない。もし、窓が半分閉まっているならば、反射波は殆どの場合、例えば手等の反射波と区別容易な窓ガラスの先端から受けるであろう。窓の端ではなく、物体が監視空間にあるという事を効果的に確認するには、ほとんどの場合、反射波の強さを基礎とする簡単なアルゴリズムがあれば十分である。通常、アルゴリズムは、窓ガラスの先端を確認し、その窓ガラスの先端の反射波や窓ガラスの先端よりも低い（時間的には遅い）その他の反射波を無視する。全ての場合において、何か疑問があれば、窓は快速開閉モードでは閉まらない。しかし、乗車員は、スイッチの閉位置を維持することで、依然、窓を閉めることができ、窓は、快速閉モードの装備の無い車両がなすようにゆっくり閉まる。

２つ目のシステムでは、図１７に示されているように、２つの変換器６１１と６１２が用いられており、処理装置６０１がニューラルネットワークから成るものである。この例においては、システムは全ての窓の開閉状態に照準を当てている。操作時には、変換器が窓の空間を監視し、受信された信号を処理装置６０１に送り込む。受信された信号が、ネットワークの保存している信号と似ている限り、窓の快速開閉モードは働かない。前記の場合と同様、この動作不履行は窓が急に閉まらないようにするためである。

自動車のドアが正しく閉められているかどうかを確認する共振器の使用は、図１８に示されている。この場合、共振器７０２は、Ｂ支柱の中で使用されている。この方法では、共振器７０２は、ドアやカバー、ドアに付いているその他の機械によって保護され、ドアが閉まる時の共鳴音を避けている。図２と図３のように変換器２３１と２３２がこのシステムに利用されれば、閉まっているドアの状態も、Ｂ支柱７０２共振器からの反射波が無いことから確認される。このシステムによって、もっと高価で信頼性の低い電気スイッチに代わって、安い共振器を使う事が可能になる。

以上、音波共振器について述べたが、赤外線システムを使用する場合には、音響システムと共に使用された機械共振器の代わりに、オプティカルミラーが用いられる。音響システムでは、共振器は音響キャビティや機械的振動素子を含む、様々な同調共鳴システムの何れかでよい。

ニューラルネットワーク、または他のパターン認識システムは、自動車の認可された運転手として、人々を認識できるよう訓練される。認められていない人が自動車を運転しようとした場合、このシステムが働き、車を動かす事ができず、及び／または、図１９に示されているように警笛を鳴らす。この図では、探知用変換器２３１、２３２、及び２３３として示され、また警報システムが７０８、警報７０５として図示されている。認可されていない運転手が認可されている運転手と似ているという事は稀であるから、ニューラルネットワークシステムは運転手の外見の違いを判断する事が出来る。運転手や保有者が他の人に運転を任せたいという場合以外には、このシステムを作動しないように鍵が必要になる。変換器２３１、２３２及び２３３は赤外線に敏感に反応し、運転手は変換器２３１からの赤外線によって照らしだされる。これは、小さな物でも正確に確認するためには必要になる。別のシステムでは、運転手やＣＣＤ装置を照らし出すために、図１９の２３１の様な赤外線レーザーを使い、また反射された画像を受信するために、図１９の２３２の様な赤外線レーザーを使う。この場合、運転手の確認は、ポぺスコ氏とビンセント氏による論文と、リスボア氏とテイラー氏の共著“ニューラルネットワークの技術と応用“（エリスホルウッド出版社，ニューヨーク，１９９３年）の１４章に述べられている。１０００以上の要素を含む大ＣＣＤは多くの場合、ポペスコ氏やビンセント氏に使用されたＣＣＤ要素１６と２５６が、１６の代わりに使用される。

ニューラルネットワークやファジー論理システムのような、複雑なパターン認識システムを持つ車内の確認及び監視システムが備わっていれば、運転手の行動を監視したり、眠っていないか、または運転出来ない状態になっていないかを判断することが可能になる。この様な場合、自動車は幾つかの方法を取ることが出来る。そのうちの１つが、図２０に示されている。これは、図７に示されている様な変換器２３１、２３２及び２３３と処理装置１０１とから成り、一定時間を超えて運転し続ける運転手の動きと運転出来なくなった時の行動を比べて、その違いを判断する。例えば、運転手がはっきりと眠っている事が確認されれば、８０５のような警報ランプが灯り、警笛を鳴らす。もし、運転手がボタン８０６を押して反応を示さなければ、警笛やランプによって、他車に危険を知らせながら車を止める。自動的に他の装置も作動するようにプログラムすることもできる。

更に複雑な運転手の行動監視システムは、運転手の目の動きを追跡する事ができる。その際に、フレイッドマン氏らによる「目の動き追跡コミュニケーションシステム」（アメリカ特許番号4,648,052）、ヘイナー氏らによる「目の位置センサー」（アメリカ特許番号4,720,189）、ヒッチソン氏による「目の動き検知器」（アメリカ特許番号4,836,670）と「改良された調節装置と速度を備えた目の動き検知器」（アメリカ特許番号4,950,069）に詳しく述べられた技術を用いるものであり、これらは、すべて引用によって本発明に含まれる物である。特に健康を害した運転手を、これらの技術によって詳しく測定できる。また、これらの特許に似た方法によって、運転手の目の動きを、車内の娯楽システム、暖房及び空調システム、又は、上記に述べたその他のシステム全てにも利用する事ができる。

上記に述べた応用方法の殆どでは、車内の様々な対象物を照射するために、１つの周波数を使用しているが、これは１つの例であって、この発明は１つの周波数に限っているわけではない。多方面に応用することで幾つもの異なる周波数を使用する事ができる。この方法によって、様々な対象物からの反射波から、さらに多くの情報を得る事ができる。一般的にそれぞれの対象物は、それぞれの周波数において、異なる反射波を生ずる。また、乗車員室の違った場所に置かれた別々の共振器は、それぞれ独立し、違った周波数に共振し、各共振器を互いに区別し易いようにしている。

望ましい実施様態が幾つか上記に示され、述べられているが、同じ機能を果たす構成要素として、他の構造、センサー、材料、及び異なる大きさのものを組み合わせて使用することも可能である。この発明は、上記の実施様態に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって、限定されるべき物である。

助手席の後向き子供用シート、及び乗車員と後向き子供用シートの探知機の好ましい設置位置を含む車内の乗車員室を示す断面図である。この発明の車内監視システムと自動車セルラー通信システムとの接続部を示す断面図である。この発明の車内監視システムと暖房・空調システムとの接続部を示す断面図である。この発明の車内監視システムとエアバッグシステムとの接続部を示す断面図である。この発明の車内監視システムと車内の娯楽システムとの接続部を示す断面図である。車内の運転手と乗車員確認システムの好ましい取り付け位置を含む車内の乗車員室を示す断面図である。マイクロプロセッサーを使った図１に示されている超音波画像システムの機能ブロック図である。図１における用途特定集積回路（ＡＳＩＣ）を使用した超音波画像システムの機能ブロック図である。助手席に置かれた箱と、乗車員及び後向き子供用シートの探知器の好ましい取り付け位置とを含む乗車員室を示す断面図である。車内の運転手と側面衝撃のための乗車員位置センサ、及び、後方からの衝撃によるケガを減らすためにヘッドレストの位置調節システムとともに用いる運転手後頭部の位置確認装置を含む乗車員室を示す断面図である。助手席と、頭部の位置検知器、及び調節可能なマイクロフォン及びスピーカーの好ましい取り付け位置を含む乗車員室を示す断面図である。ヘッドライトを点けた対向車と、対象車の運転手の目の検知器と対向車のヘッドライトの検知器、及び、フロントガラスにエレクトロクロミックガラスを用いて、対向車の光源の方向を選択的に遮るフィルターを含む乗車員室とを示す対象車と対向車の断面図である。運転手の目の位置と後続車のヘッドライト位置検知器の好ましい取り付け位置及び、バックミラーにエレクトロクロミックガラスを用いた、後続車のヘッドライトを選択的に遮るフィルターを含む乗車員室を示す対象車と後続車の断面図である。運転手と肩の位置確認センサーとシートベルト位置調節システムとを含む乗車員室を示す断面図である。座席の位置確認のための超音波共振器の使用を示す車内の乗車員室の座席の断面図である。運転手のシートベルトの位置確認のための超音波共振器の使用を示す乗車員室の断面図である。運転席横の窓が開いているかどうか確認するための、また、窓が開いている時、その中に物や手があるかどうかを確認するための超音波共振器の使用を示した車内の乗車員室の断面図である。運転手横のドアが開いているかどうかを確認するための超音波共振器の使用を示す車内の乗車員室の断面図である。この発明の車内監視システムと車の安全システムの接続部を示す断面図である。この発明の車内監視システムと不注意に対する警報ライトまたはブザー、及び、リセットボタンを取り付けた計器パネルとの接続部を示す断面図である。

符号の説明

１０１処理装置
１１０子供用シート
１３１変換器
１３２変換器
１３３変換器
６０３共振器

Claims

１）目を持つ少なくとも１人の乗車員と、２）フロントガラスと、３）バックミラーを有する自動車において、以下の手段を備えた監視システム：ａ）外部の光源の方向を測定する手段；
ｂ）前記乗車員の目の位置を測定する手段；
ｃ）前記外部光線の方向と前記目の前記位置に応じて、前記外部光線と前記乗車員の目との間に自動的に光のフィルターを作り出す手段。
耳を持つ少なくとも１人の占有者がいる乗車員室を有する自動車において、以下の手段を備えたシステム：ａ）雑音源の有無とその方向を測定する手段；
ｂ）前記乗車員の耳の位置を測定する手段；及びｃ）前記雑音源の方向及び前記耳の前記位置に応じて、前記乗車員の耳の位置で雑音が消去されるようにするため自動的に音波を発生し、送信する手段。