JP2005535417A - 車両内の少なくとも１人の人物の生理学的データを検出する装置 - Google Patents

Abstract

年齢特定に適していることを特徴とする、生理学的データを求める装置を提案する。生理学的データを検出するために、センサが使用される。殊に、年齢を区別するのに適したパラメータである瞳孔の大きさを測定する装置が構成される。有利にはこのパラメータは別の測定値と関連付けされ、確かな根拠に基づいて年齢が特定される。

Description

従来技術
本発明は、独立請求項の上位概念に記載された、車両内の少なくとも１人の人物の生理学的データを検出する装置から出発する。

発明の利点
生理学的データを検出する少なくとも１つのセンサを有しており、当該生理学的データに基づいて少なくとも１人の人物の年齢を特定するように構成されている、車両内の少なくとも１人の人物の生理学的データを検出する本発明の装置は、次のような利点を有している。すなわち、生理学的データに基づいて少なくとも１人の人物の年齢を特定するように装置が構成されるという利点を有している。これによって殊に、エアバックおよびシートベルトプリテンショナー等の乗員拘束手段を状況に適して起動させることができる。人間の骨は年齢とともにもろくなるので、中高年者を識別した場合には衝突時にエアバックが、若者の場合より弱く膨らむのは有利である。５０歳を上回る人の骨耐屈曲性は、２５歳の人の約３０％でしかない。シートベルトプリテンショナーのトリガ時に、シートベルト力が迅速に制限されない場合には、高齢者の乗員の場合には肋骨骨折が生じ、内部出血が起こる恐れがある。

車両内で使用する他に、本発明の装置を例えば年齢に依存したアクセス許可または年齢に依存した消費物引き渡しでも使用することができる。

しかし本発明の装置は殊に車両での使用時に大きな利点を発揮する。

従属請求項に記載された手法および発展形態によって、独立請求項に記載された、少なくとも１人の人物の生理学的データを検出する装置を有利に改善することができる。

殊に有利には、生理学的データを検出するのに使用される少なくとも１つのセンサが画像形成装置として構成される。ここでは有利にはビデオセンサ、殊にステレオビデオセンサが使用される。このビデオセンサは三角測量によって、人物とエアバックカバーとの間隔および殊に瞳孔の大きさを定めることができる。このために画像形成装置またはビデオセンサには評価モジュールが割り当てられている。この評価モジュールは瞳孔の大きさを測定するように構成されている。瞳孔の大きさから容易に該当人物の年齢が推測される。瞳孔の大きさが年とともに小さくなることは公知である。従って瞳孔の大きさは、年齢とともに若いときの大きさの三分の一まで収縮する。

ステレオビデオセンサの代わりに、ビデオセンサを距離測定部と組み合わせる他の方法も可能である。距離を測定するために、他の三角測量方法が使用可能である。これは例えば構造化された照明または伝播時間方法（例えばＬＩＤＡＲまたは画像形成ＬＩＤＡＲまたはレーザまたは超音波）、または干渉方法（すなわちその異なる光伝搬路による２つのレーザビームの位相差に基づいた距離測定）によるものである。

有利には、本発明の装置は画像形成装置を別のセンサと組み合わせることができる。これによって拘束手段の状況に合わせた駆動制御のために他のデータを得る、または他の生理学的データを瞳孔の大きさと関連付け、改善された根拠に基づいて年齢を特定することができる。これに加えて例えば画像信号から（すなわち殊にビデオ信号から）、髪の色および／または顔の滑らかさおよび／または皮膚の組織を評価することができる。画像信号に基づいて種々異なる年齢クラスに人物を区分する分類器を訓練することもできる。

測定値は単独では人物の年齢に関する誤った印象を与えることがある。しかし殊に瞳孔の大きさと関連付けることによって、このようなパラメータはより確実に年齢を求めることを可能にする。

別の測定値としては、圧力検出器によって求められたパルス周波数または皮膚抵抗等の電気的パラメータまたは体内の水分を求める容量測定が使用される。体内の水分は、人物の種々異なる年齢もあらわす。なぜなら水分は、子供の場合には体重の９０％であるのに対して、中高年者の場合は体重の６０％まで低下するからである。

さらに本発明の装置が、該当人物の年齢を推測するために人物の体重測定値を使用するのは有利である。重量測定は座席マットまたは力測定ボルトまたは重量を求める別のセンサによって実行される。

図面
本発明の実施例を図示し、以下の明細書でより詳細に説明する。図１には本発明による装置のブロック回路図が示されており、図２には本発明による装置の車両内での配置構成が示されている。

説明
殊に助手席用エアバックの導入によって、安全技術上の理由および保証技術上の理由から、人によって占有されている助手席を識別する必要性が生じている。事故時に助手席が占有されていない場合には乗員を保護する必要はなく、従って、エアバックが開いた場合には不必要な高い修理費用がかかってしまう。このようなケースで、人物を識別するために座席占有識別がさらに普及した。自動的なチャイルドシート識別に対するアイディアも既に幾つか存在している。

本発明では生理的データを検出する装置は、乗員（すなわち車内の人物）の年齢特定が可能であるように構成されている。しかし本発明の装置は車両外でも使用可能である。しかし車両内では事故時に年齢特定を可能にし、拘束手段を状況に応じておよび人物に応じてアクティブにすることができる。

殊に、画像形成装置（例えばビデオシステム）を用いて人物の瞳孔の大きさを分析すること、およびこの情報を他の、これには依存しない測定値と組み合わせることによって人物の年齢を特定することができる。殊に瞳孔の大きさは年齢とともに著しく小さくなるので、これは中高年者を識別するのに良好なパラメータである。以下の表は、年齢が増すとともに瞳孔横断面がどのように小さくなるのかを示している。

これによって本発明では自動車事故時に中高年者を所期のように保護することができる。中高年者のこのような保護は、性別識別より重要である。なぜならたとえば妊娠していない女性は同年代の男性よりより高い加速度および面圧迫に耐えられ、エアバック保護は高い衝突速度の場合にはじめて必要とされるからである。

殊にステレオビデオシステムを用いて三角測量によって乗員とエアバックカバーとの間の間隔と、人物の瞳孔の大きさが求められる。択一的に瞳孔の大きさを超音波距離センサと組み合わせたビデオカメラによって求めることもできる。どちらの場合にも、ビデオシステムによって人物の目に集中し、これを追跡し、特定のインターバルでその大きさを測定することが重要である。車両内の既知の領域（例えば車両の天井）に基づいて車両の明るさを見積もることができる。車両内のこのような明るさおよび瞳孔の大きさによって、年齢推定が行われる。時間的なフィルタリングは、短時間の輝度の変動に対してこのような年齢推定の粗さを上昇させる。眼鏡をかけている人の場合、ゆがみにもかかわらず、例えば目の大きさおよび虹彩の大きさが基準として使われる、ないしは眼鏡の歪みが再び計算に入れられる場合には依然として比較的正確に瞳孔の大きさが特定される。

本発明による装置は、年齢見積もりのための瞳孔の大きさの測定が、冗長性およびより大きな特定精度を得るために別の測定値と組み合わされる場合に、その利点が大きくなる。このような付加的な測定値は、一方では同じビデオシステムから生じ、例えば髪の色、顔の皮膚のしわ、目の下のくままたは皮膚の組織である。しかし付加的な測定値が他のセンサシステムから生じてもよい。この場合にこれは例えばハンドル内の圧力センサによる車両運転者のパルスの測定であり得る。パルスは中高年者の場合には若者よりも緩慢である。圧力検出器として、例えば座席内に配置されている圧電式センサを使用することもできる。

運転者の場合には手の特徴を測定することが可能である。これは、所定の間隔（例えば２ｃｍで）で電気抵抗（すなわち皮膚抵抗）およびハンドルでの温度および押圧圧力を測定するセンサによって行われる。さらに人物の年齢を示す少なくとも１つの示唆が与えられる。

さらなる手段は、変位電流（すなわち座席内の送信電極および受信電極間の容量）を電界において検出することである。例えばビデオシステムによって乗員が識別された場合には容量測定に基づいて体内水分が推定される。電界における容量が比較的僅かである場合、これは水分が僅かであり、比較的年をとっている人物であることを意味する。なぜなら比較的年をとった人の場合に水分は大抵６０％でしかない。これに対して子供の水分は９０％である。

乗員体格を特定するビデオシステムおよび絶対的な重量をセンシングするシステム（例えば座高調整ジョイント部内または座席レールと座席振動部の間の力測定ボルト）によって、乗員の体格に対する乗員重量の割合が求められる。これが限界値を下回る場合は、中高年者に対するさらなる示唆が得られる。

しかし瞳孔の大きさを測定することは、年齢特定の最も重要な構成部分である。しかし瞳孔は薬の作用によって非典型的に何時間もの間にわたって広がることがある。これは例えば眼科医による網膜検査の後である。この場合には瞳孔測定だけでは誤った結果が生じてしまう。これは衝突時の乗員保護システムアクティブ化時に高齢の乗員に対して不所望な不利な結果を伴う。

従って確実な体測定的な、割込みではない年齢特定に対して、上述した別のセンサの投入またはこのようなセンサの一部分の投入を考慮することが必要である。

図１には、本発明による装置のブロック回路図が示されている。画像形成装置１は評価モジュール２とデータ出力側を介して接続されている。評価モジュール２は、制御装置３の第１のデータ入力側に接続されている。この制御装置はプロセッサを有している。制御装置３の第２の入力側には、重量センサ６が接続されている。この重量センサは座席の車両乗員の重量を求める。ここでこれは、座高調整ジョイント部内に配置されている力測定ボルトのことである。これは制御装置３は拘束手段の駆動制御に使用され、制御装置３のデータ出力側を介して拘束手段４と接続されている。第３のデータ入力側を介して制御装置３はクラッシュセンサ５と接続されている。これによって衝突が識別される。ここでセンサ装置５内には、慣性センサの他にプレクラッシュセンサまたは変型センサが設けられてもよい。重量センサ６（これは座席マットとして構成されていてもよい）の他に、例えば人物の脈拍を検出する他のセンサまたは該当人物の皮膚抵抗ないしは容量を突き止める電気的センサも可能である。画像形成装置１はここではステレオビデオセンサとして構成されており、三角測量方式によって該当人物の瞳孔の大きさおよびエアバックカバーとの距離が定められる。これは殊に、ここではマイクロコントローラとして構成されている評価モジュール２が行う。モジュール２が、例えば制御装置３内の中央プロセッサ上のソフトウェアとしてのみ、制御装置３自体内に配置されていてもよい。

画像形成装置１と、場合によっては別のセンサによって、上述したように、制御装置３は該当人物の年齢を突き止める。衝突時にはこのような年齢特定に依存して制御装置３は該当するエアバックまたはシートベルトプリテンショナーをその人物の年齢に相応して駆動制御する。

図２には、本発明による装置の車両内での配置構成が示されている。同じコンポーネントには再び同じ参照番号が付けられている。画像形成装置１は、データ出力側を介して評価モジュール２と接続されている。この評価モジュールは同じように制御装置３の第１のデータ入力側に接続されている。制御装置３の第２のデータ入力側には重量センサ７が接続されている。この重量センサは車両座席の座席マット９内に設けられている。制御装置３の第３のデータ入力側には圧力検出器８が接続されている。この圧力検出器は、座席上に座っている運転者のパルス周波数を測定するために設けられている。制御装置３の第４のデータ入力側には圧力センサ１２が接続されている。これによって本実施例ではハンドル１１内で運転者のパルスが測定される。この他にさらにインピーダンス測定装置１３がハンドル１１内に配置されている。このインピーダンス測定装置は、制御装置３の第５のデータ入力側に接続されており、これによって皮膚のインピーダンスが求められる。上述した別のタイプのセンサもここで使用することができる。ここに示されたセンサよりも少ない数のセンサが使用されてもよい。座席の背もたれ１０内に、センサが構成されてもよい。殊にここでは超音波距離測定器も使用可能である。

本発明による装置のブロック回路図。 本発明による装置の車両内の配置構成を示す図。

Claims (11)

1. 少なくとも１人の人物の生理学的データを検出する装置であって、
   前記装置は、生理学的データを検出する少なくとも１つのセンサ（１, ６, ７, ８, １２, １３）を有しており、
   前記装置は、当該装置が生理学的データに基づいて少なくとも１人の人物の年齢を特定するように構成されている、
   ことを特徴とする、少なくとも１人の人物の生理学的データを検出する装置。
2. 前記少なくとも１つのセンサ（１, ６, ７, ８, １２, １３）は画像形成装置として構成されている、請求項１記載の装置。
3. 前記画像形成装置（１）はステレオビデオセンサとして構成されており、
   前記ビデオセンサ（１）には評価モジュール（２）が割り当てられており、
   当該評価モジュールは、瞳孔の大きさを測定するように構成されており、
   前記装置は、瞳孔の大きさを年齢特定に使用する、請求項２記載の装置。
4. 前記ビデオセンサ（１）は三角測量方式測定を行うように構成されている、請求項３記載の装置。
5. 前記画像形成装置（１）の他に、少なくとも１人の人物とエアバックカバーの距離を測定する超音波距離センサが設けられている、請求項２から４までのいずれか１項記載の装置。
6. 前記装置は、当該装置が年齢特定のために瞳孔の大きさの測定を少なくとも１つの別の測定値と関連付けるように構成されている、請求項３記載の装置。
7. 前記装置は、前記少なくとも１つの別の測定値として、髪の色および／または顔の滑らかさおよび／または皮膚の組織を用いる、請求項６記載の装置。
8. 前記装置は、前記少なくとも１つの別の測定値として、少なくとも１人の人物のパルス周波数を用い、
   当該パルス周波数を測定するために圧力検出器（８）が設けられている、請求項６または７記載の装置。
9. 前記圧力検出器（８, １２）はハンドル（１１）内または車両座席（９）内に配置されている、請求項８記載の使用。
10. 前記装置は、前記少なくとも１つの別の測定値を求めるために、少なくとも１人の人物の電気的パラメータを求める、請求項６から９までのいずれか１項記載の装置。
11. 前記装置は、前記少なくとも１つの別の測定値を求めるために、少なくとも１人の人物の重量を求めるように構成されている、請求項６から１０までのいずれか１項記載の装置。

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