JP2008001136A - 車両乗員シート検出システム、作動装置制御システム、車両 - Google Patents

Abstract

【課題】 車両に搭載される検出システムにおいて、車両乗員シートの配置状態を精度良く検出するのに有効な技術を提供する。
【解決手段】 車両に搭載される車両乗員シート検出システム１００は、カメラ１１２により車両乗員シートの単一視点に関する表面立体形状を検出する構成を用いて、当該車両乗員シートの各部位のうちシートバック肩部に関する情報を導出する処理を行い、導出したシートバック肩部に関する情報に基づいて、車両乗員シートの配置状態を検出する構成とされる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、車両に搭載される対象物の検出技術に係り、詳しくは車両乗員シートに関する情報を検出する検出システムの構築技術に関するものである。

従来、カメラ等の撮影手段を用いて、車両乗員シート上の着座物に関する情報を検出する種々の技術が知られている。例えば、下記特許文献１には、車両乗員の前方に設置したカメラを用い、車両乗員シートに着座する車両乗員の位置を検出しようとする乗員検知装置の構成が開示されている。
特開２００３−２９４８５５号公報

ところで、上記特許文献１に記載のような乗員検知装置を用いて、車両乗員シートの配置状態を検出する技術に対する要請がある。車両乗員シートの配置状態を検出することで、当該車両乗員シートの前後位置、シートバックの角度、シートクッションの高さなどの情報を得ることが可能となるうえに、例えば当該車両乗員シートと密着状態にある車両乗員の状態を判定することも可能となる。しかしながら、車両乗員シートは、その前面部分が着座状態の車両乗員によって覆われるため、カメラ等の撮影手段を用いて車両乗員シート全体を精度良く検出するのが難しい。
そこで、本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、車両に搭載される検出システムにおいて、車両乗員シートの配置状態を精度良く検出するのに有効な技術を提供することを課題とする。

前記課題を解決するために、本発明が構成される。本発明は、典型的には自動車において車両乗員シートに関する情報を検出する検出システムに適用することができるが、自動車以外の車両において、車両乗員シートに関する情報を検出する検出システムの構築技術に対しても本発明を適用することが可能である。

（本発明の第１発明）
前記課題を解決する本発明の第１発明は、請求項１に記載されたとおりの車両乗員シート検出システムである。
請求項１に記載のこの車両乗員シート検出システムは、表面立体形状検出手段、数値化手段、処理手段を少なくとも備える。

本発明の表面立体形状検出手段は、車両乗員シートの単一視点に関する表面立体形状を検出する機能を有する手段として構成される。本構成は、三次元立体画像を検出する３Ｄカメラを車室内に装着することによって可能とされる。また、ここでいう「単一視点」とは、カメラの設置箇所が単一、すなわち一台のカメラが一箇所に設定されている態様をあらわすものである。従って、単一視点に関する画像を得るこのカメラとしては、一台の単眼Ｃ−ＭＯＳ３Ｄカメラや複眼ステレオ３Ｄカメラを用いることができる。また、本発明は、「単一視点」に関し、車両乗員シートへの単一視点設定を行う構成を少なくとも有していれば足り、その他の目的で使用される別のカメラや視点についての設置を妨げるものではない。また、本発明の表面立体形状検出手段による検出対象は、少なくとも車両乗員シートであって、当該車両乗員シートの検出にあわせて当該車両乗員シート上の車両乗員や載置物などが検出されてもよい。

本発明の数値化手段は、表面立体形状検出手段によって検出された表面立体形状を、数値座標として数値化する機能を有する手段として構成される。これにより、表面立体形状検出手段によって検出された、車両乗員シートの単一視点に関する表面立体形状に関し、当該表面立体形状が数値座標として数値化される。

本発明の処理手段は、数値化手段によって数値化された表面立体形状の数値座標に基づいて、車両乗員シートの各部位のうちシートバック肩部に関する情報を導出する構成とされる。ここで、「シートバック肩部」は、シートバックの肩の部位、すなわち側縁部から上縁部へとわたって形成される部位及びその周辺部位として規定される。また、「シートバック肩部に関する情報」としては、シートバック肩部の位置や角度等に関する情報が挙げられる。シートバックは、車両乗員シートの各部位のうち、車両乗員シート全体の配置状態と密接な関連性がある。具体的には、シートバック肩部の位置や角度は、シートバック全体の位置や角度を知るための基準となり、またこのシートバック肩部を基準とすれば、シートバックの位置や、シート前後位置や、シートクッションの高さなどを知ることが可能となる。そのうえ、シートバックの中でも特にシートバック肩部は、位置的にみて車両乗員に妨げられることなく表面立体形状検出手段によって容易に検出が可能な部位とされる。よって、車両乗員シート全体が検出されなくても、この車両乗員シートのシートバック肩部の部分的な情報（位置や角度など）を少なくとも導出することができれば、車両乗員シートのシートバックの角度、シート前後位置、シートクッション高さ等、車両乗員シートの配置状態を精度良く判別することが可能となる。
請求項１における上記構成の車両乗員シート検出システムによれば、シートバック肩部に関する情報を導出することで、車両乗員シートの配置状態を精度良く検出することが可能とされる。

（本発明の第２発明）
前記課題を解決する本発明の第２発明は、請求項２に記載されたとおりの車両乗員シート検出システムである。
請求項２に記載のこの車両乗員シート検出システムは、請求項１に記載の構成において、更に記憶手段を備える。この記憶手段は、シートバック肩部の複数種類の配置情報を記憶する手段として構成される。ここでいう「シートバック肩部の複数種類の配置情報」として、シートバック肩部の位置や角度等を変えた場合の配置に関する情報を用いることができる。そして、処理手段は、記憶手段に予め記憶されている複数種類の配置情報の中から、表面立体形状検出手段を介して検出した情報との合致度合いが最も高い情報を、シートバック肩部に関する情報として導出する構成とされる。
請求項２における上記構成の車両乗員シート検出システムによれば、予め記憶したシートバック肩部の配置情報を用いて、シートバック肩部に関する情報を導出することで、車両乗員シートの配置状態を精度良く検出することが可能とされる。特に、記憶手段に予め記憶するシートバック肩部の配置情報の数を増やすことによって、車両乗員シートの配置状態の検出精度をより高めることが可能となる。

（本発明の第３発明）
前記課題を解決する本発明の第３発明は、請求項３に記載されたとおりの車両乗員シート検出システムである。
請求項３に記載のこの車両乗員シート検出システムでは、請求項１に記載の処理手段は、数値化手段によって数値化された表面立体形状の数値座標において、車両後方から車両前方へと向かう走査線を、シートバック側縁部の背面側にて上下方向の複数箇所に走査（「スキャン」ともいう）し、当該走査によって検出されたシートバック側縁部の複数箇所の情報に基づいて、シートバック肩部に関する情報を導出する構成とされる。ここで、「シートバック側縁部」は、シートバックの各部位のうち側方の縁の部位として規定される。このシートバック側縁部の背面側を上下方向に走査した場合には、ヘッドレストを検出することなく、シートバックの背面部分のみが連続的に検出されることとなる。このとき、最上端の検出部位がシートバック肩部の位置とされる。また、シートバックの背面部分の角度が、シートバック肩部の角度に相当する。
請求項３における上記構成の車両乗員シート検出システムによれば、車両後方から車両前方へと向かう走査線を用いて、シートバック肩部に関する情報を導出することで、車両乗員シートの配置状態を精度良く検出することが可能とされる。

（本発明の第４発明）
前記課題を解決する本発明の第４発明は、請求項４に記載されたとおりの車両乗員シート検出システムである。
請求項４に記載のこの車両乗員シート検出システムでは、請求項１〜請求項３のいずれかに記載の処理手段は、更に、シートバック肩部に関し導出した情報に基づいて、当該車両乗員シートの配置状態を判別する処理を行う構成とされる。この処理手段を用いることによって、車両乗員シートの配置状態が判別されることとなる。ここでいう「車両乗員シートの配置状態」には、車両乗員シート（運転席、助手席、後部席）の位置や姿勢などが広く包含され、典型的には車両乗員シートのシートクッション高さ、シートバック角度、シート前後位置などが車両乗員シートの配置状態として挙げられる。なお、本発明の処理手段においては、シートバック肩部に関する情報を導出する処理と、車両乗員シートの配置状態を判別する処理が、単一の処理部分によって行われる構成であってもよいし、或いは別々の処理部分によって行われる構成であってもよい。
請求項４における上記構成の車両乗員シート検出システムによれば、シートバック肩部に関する情報を導出するとともに、当該情報から両乗員シートの配置状態を精度良く判別するシステムが構築されることとなる。

（本発明の第５発明）
前記課題を解決する本発明の第５発明は、請求項５に記載されたとおりの作動装置制御システムである。
請求項５に記載のこの作動装置制御システムは、請求項４に記載の車両乗員シート検出システム、作動装置、駆動制御手段を少なくとも備える。
本発明の作動装置は、車両乗員シート検出システムの処理手段にて判別された、前記車両乗員シートの配置状態に基づいて作動する装置として構成され、駆動制御手段によって駆動制御される。この作動装置としては、検出した車両乗員シートに関する情報自体を報知する構成、当該情報により車両乗員シートの配置状態が基準範囲を外れたことを示す警報を発する構成、当該情報から更に車両乗員の位置、体格、動作などを判別したうえで、この判別情報に基づいて、エアバッグやシートベルトによる乗員拘束態様を可変とする構成などを採用することができる。
従って、請求項５に記載の作動装置制御システムのこのような構成によれば、車両乗員シート検出システムの判別結果に応じた適正な態様で、作動装置を駆動制御することで、作動装置のきめ細かい制御が可能となる。

（本発明の第６発明）
前記課題を解決する本発明の第６発明は、請求項６に記載されたとおりの車両である。
請求項６に記載のこの車両は、エンジン走行系統、電装系統、駆動制御装置、車両乗員シート検出手段を少なくとも備える。エンジン走行系統は、エンジン及び車両の走行に関与する系統として構成される。電装系統は、車両に使われる電機部品に関与する系統として構成される。駆動制御装置は、エンジン走行系統及び電装系統の駆動制御を行う機能を有する装置として構成される。車両乗員シート検出手段は、車両乗員シートの配置状態を検出する手段として構成される。本発明では、この車両乗員シート検出手段が、請求項４に記載の車両乗員シート検出システムを用いて構成される。
このような構成によれば、車両乗員シートの配置状態を精度良く検出することが可能な車両乗員シート検出システムを搭載する車両が提供されることとなる。

以上のように、本発明によれば、特に車両乗員シートの単一視点に関する表面立体形状を検出する構成を用いて、当該車両乗員シートの各部位のうちシートバック肩部に関する情報を導出することによって、車両乗員シートの配置状態を精度良く検出することが可能となった。

以下、本発明の実施の形態につき図面を参照しつつ詳細に説明する。まず、図１〜図７を参照しながら、本発明における「車両乗員シート検出システム（車両乗員シート検出手段）」の一実施の形態である車両乗員シート検出システム１００につき説明する。

本実施の形態に係る車両搭載用の車両乗員シート検出システム１００のシステム構成が図１に示される。
本実施の形態の車両乗員シート検出システム１００は、本発明における「車両」としての自動車車両にて、少なくとも車両乗員シートに関する情報を検出するために搭載される。図１に示すように、この車両乗員シート検出システム１００は、撮影手段１１０、制御手段１２０を主体として構成される。

更に、この車両乗員シート検出システム１００は、車両側の駆動制御装置であるＥＣＵ２００及び作動装置２１０とともに、本発明における「作動装置制御システム」を構成する。また、当該車両は、特に図示しないものの、エンジン及び車両の走行に関与する系統であるエンジン走行系統、車両に使われる電機部品に関与する系統である電装系統、エンジン走行系統及び電装系統の駆動制御を行う駆動制御装置（ＥＣＵ２００）を備える。

本実施の形態の撮影手段１１０は、撮影デバイスとしてのカメラ１１２及びデータ転送回路（図示省略）を含む構成とされる。カメラ１１２は、ＣＣＤ（電荷結合素子）またはＣ−ＭＯＳを用いたうえで、光センサをアレイ状（格子状）に配置した３Ｄ（３次元画像）式のカメラ（「モニター」ともいう）として構成される。このカメラ１１２は、特に図示しないものの、光学レンズと、ＣＣＤ（電荷結合素子）またはＣ−ＭＯＳチップとして構成される距離計測イメージチップを備え、光学レンズを通じて距離計測イメージチップに対し入射した光は、当該距離計測イメージチップ１１６の結像領域にて結像されるようになっている。また、このカメラ１１２に関連して、対象物に向けて配光を行う光源を適宜設置することもできる。このような構成のカメラ１１２によって、対象物までの距離情報が複数回計測されて表面立体形状が検出され、当該対象物の有無、大きさ、位置、姿勢、動作などの認識に用いられる。従って、この撮影装置１１０が、本発明において対象物である車両乗員シートの表面立体形状を検出する「表面立体形状検出手段」を構成する。

上記構成のカメラ１１２は、自動車の車両前方のインパネ、Ａピラー又はフロントガラス周辺に埋め込み状に設置されるとともに、１または複数の車両乗員シートに向けて取り付けられる。ここで、このカメラ１１２の設置態様の具体例として、本実施の形態のカメラ１１２側から車内を視た様子を示す斜視図が図２に示される。図２に示すように、助手席２２側のＡピラー１０の上部において、運転者シート１２上の車両乗員Ｃを画像の中心として撮影可能な向きにこのカメラ１１２を設置する。このカメラ１１２によるこの撮影は、例えばイグニッションキーがＯＮ状態になったとき、あるいは運転者シート内に装着された着座センサ（図示省略）が、当該運転者シートに着座した車両乗員を検知したときに開始されるように設定される。

本実施の形態の制御手段１２０は、更に数値化手段１３０、記憶手段１５０、演算手段（ＭＰＵ）１７０、入出力手段１９０、また特に図示しないものの周辺装置等を少なくとも備える。

数値化手段１３０は、画像処理部１３２を備え、品質の良い画像を得るためのカメラ制御や、カメラ１１２によって撮影した画像を加工分析するための画像処理制御がこの画像処理部１３２によって行われる。具体的には、カメラ制御においては、フレームシート、シャッター時間、感度調整、精度補正が行われ、ダイナミックレンジや輝度、ホワイトバランスなどが調整される。この画像処理制御においては、画像の回転補正やレンズ歪み補正、フィルター演算、差分演算などの画像前処理演算と、形状判定やトラッキングなどの画像認識処理演算が実行される。また、この数値化手段１３０では、カメラ１１２によって検出された表面立体形状を数値座標として数値化する処理が実行される。この数値化手段１３０が、本発明において「表面立体形状検出手段によって検出された表面立体形状を数値座標として数値化する数値化手段」に相当する。この数値化手段１３０において得られた情報は、記憶手段１５０の記憶部１５２に一旦記憶され、演算手段１７０おける演算処理において記憶部１５２から都度読み出される。

記憶手段１５０は、記憶部１５２を備え、演算制御ソフトウエアに加えて、補正用のデータや前処理用のバッファーフレームメモリー、認識演算のための定義データや基準パターン、数値化手段１３０の画像処理部１３２における画像処理結果や、演算手段１７０における演算結果などを記録（記憶）する手段として構成される。詳細については後述するが、本実施の形態の記憶手段１５０は、車両乗員シートのシートバックに関し、その角度を一定間隔で変えたときの複数のシートバック肩部の形状、すなわちシートバック肩部の複数種類の配置状態における位置情報及び角度情報を予め記憶している。この記憶情報は、後述する「パターンマッチング」において用いられる。この記憶手段１５０（記憶部１５２）が、本発明において「シートバック肩部に関する複数種類の配置情報を記憶する記憶手段」に相当する。

演算手段１７０は、画像処理部１３２の処理によって得られた情報に基づいて、対象物である車両乗員シート（図２中の運転者シート１２）に関する情報を抽出する処理を行う手段として構成され、具体的には、シートクッション高さ検出部１７２、シートバック角度検出部１７４、シート前後位置検出部１７６を少なくとも備える。シートクッション高さ検出部１７２は、運転者シート１２のシートクッションの高さを検出する機能を有する。シートバック角度検出部１７４は、運転者シート１２のシートバックの角度を検出する機能を有する。シート前後位置検出部１７６は、運転者シート１２のシート前後位置を検出する機能を有する。この演算手段１７０は、車両乗員シートの各部位のうちシートバック肩部に関する情報を導出する行う処理を行う機能、及び車両乗員シートの配置状態を判別する処理を行う機能を有するものであり、この演算手段１７０によって本発明における「処理手段」が構成される。

入出力手段１９０は、車両全体に関する制御を行うＥＣＵ２００との間で、車両に関する情報、周辺の交通状況に関する情報、天候や時間帯に関する情報などが入力され認識結果を出力する。車両に関する情報の例としては、車両ドアの開閉、シートベルトの装脱着、ブレーキの作動、車速、ステアリング操舵角度などがある。本実施の形態では、この入出力手段１９０から出力された情報に基づいて、ＥＣＵ２００が駆動対象である作動装置２１０に対し駆動制御信号を出力する構成とされる。この作動装置２１０が、本発明における「作動装置」に相当し、この作動装置２１０を駆動制御するＥＣＵ２００が、本発明における「駆動制御手段」に相当する。この作動装置２１０の具体例としては、エアバッグやシートベルトにより乗員を拘束するべく作動する乗員拘束装置や、報知或いは警報に関する出力（表示出力、音声出力など）を行う装置などが挙げられる。

次に、上記構成の車両乗員シート検出システム１００の動作を、図１及び図２に加え図３〜図７を参照しながら説明する。

図３には、本実施の形態の車両乗員シート検出システム１００において、運転者シート（車両乗員シート）に関する情報を検出する「車両乗員シート検出処理」のフローチャートが示される。本実施の形態において、この「車両乗員シート検出処理」は、図１中の撮影手段１１０（カメラ１１２）及び制御手段１２０によって実行されるように構成されている。

本実施の形態の「車両乗員シート検出処理」では、まず、図３中のステップＳ１０１において、カメラ１１２によって運転者シート（図２中の運転者シート１２及び車両乗員（図２中の車両乗員Ｃ）を画像の中心となるように撮影する。そして、図３中のステップＳ１０２においては、カメラ１１２により得られた画像に基づいて、少なくとも対象物である運転者シート１２の表面立体形状の検出を行う。このカメラ１１２を含む撮影手段１１０は、車両乗員シートとしての運転者シート１２の単一視点に関する表面立体形状を検出する手段として構成される。なお、本実施の形態のカメラ１１２による検出対象は、少なくとも車両乗員シートであって、当該車両乗員シートの検出にあわせて当該車両乗員シート上の車両乗員や載置物などが検出されてもよい。ここでいう「単一視点」とは、カメラの設置箇所が単一、すなわち一台のカメラが一箇所に設定されている態様をあらわすものである。従って、単一視点に関する画像を得るこのカメラ１１２としては、一台の単眼Ｃ−ＭＯＳ３Ｄカメラや複眼ステレオ３Ｄカメラを用いることができる。

特に、本実施の形態では、「Ｔｉｍｅ−Ｏｆ−Ｆｒｙ方式」で被写体の３Ｄ（三次元）画像を検出する３Ｄ式のカメラをカメラ１１２として用いる構成とされる。この「Ｔｉｍｅ−Ｏｆ−Ｆｒｙ方式」とは、被写体に反射した光がカメラに受光されるまでの時間によって、被写体までの距離を計測（測定）する方法であり、複数点の距離を計測することによって当該被写体の表面立体形状の検出が可能とされる既知の技術である。この方式として、超音波或いは光を用いてその往復時間をカウントする飛行時間計測型や、正弦波状に振幅変調した光を用いて、被写体までの距離に応じて位相のずれを検出する位相検出型を用いることができる。

次に、図３中のステップＳ１０３において、ステップＳ１０２で得られた表面立体形状の点画像を、多数の画素に分割する分割処理を行う。この分割処理では、表面立体形状の点画像が（Ｘ６４）×（Ｙ６４）×（Ｚ３２）の立体格子に分割される。本実施の形態における画素の分割態様が図４に示される。図４に示すように、カメラ撮影面中心に原点を、左右方向にＸ軸を、上下方向にＹ軸を、前後方向にＺ軸を置く。そして、表面立体形状の点画像に関し、Ｘ軸及びＹ軸の一定範囲を６４画素に分割し、Ｚ軸の一定範囲を３２画素に分割する。なお、同じ画素に複数点が重なった場合は、その平均値をとることとする。このような処理によって、例えば図５に示すような、表面立体形状の分割処理画像Ｃ１を得る。図５には、本実施の形態の分割処理画像Ｃ１を示す図である。この分割処理画像Ｃ１は、車両乗員Ｃをカメラ１１２側から視た斜視図に対応したものであり、カメラ１１２を中心とした座標系が示されている。このように、カメラ１１２によって検出された表面立体形状は、数値座標として数値化され、これによって分割処理画像Ｃ１が得られることとなる。

次に、図３中のステップＳ１０４において、ステップＳ１０３で得られた分割処理画像Ｃ１を用いて、運転者シート１２のシートバック（図４中のシートバック１４）につき、シートバック肩部の位置及び角度を検出する処理を行う。ここで、「シートバック肩部」は、シートバックの肩の部位、すなわち側縁部から上縁部へとわたって形成される部位及びその周辺部位として規定される。この検出処理は、図１中のシートバック角度検出部１７４によって実行される。なお、シートバック肩部の位置及び角度に関する情報は必ずしも両方が必要ではなく、いずれか一方の情報に関しては、部分情報から推定するか、或いは既定値を用いることもできる。

具体的には、カメラ１１２を介して実際に検出された運転者シート１２のシートバック肩部１４ａの画像と、記憶手段１５０の記憶部１５２に予め記憶されている、複数のシートバック肩部の形状とを比較し、同じ形状若しくは最も近い形状を検索する「パターンマッチング」を行う。ここで、本実施の形態の記憶手段１５０の記憶部１５２に予め記憶されている、複数のシートバック肩部の形状の一例が図６に示される。図６では、運転者シート１２のシートバック肩部１４ａの形状に関し、シートバック１４の角度を一定間隔で変えた（ａ）〜（ｊ）の計１０種類を示している。図６中の矢印は、シートバック１４（シートバック肩部１４ａ）の向きを示している。図６中の（ｃ）は、シートバック肩部１４ａがほぼ垂直方向に立設した状態であり、（ａ）及び（ｂ）は、（ｃ）の立設位置から車両前方へと前傾した状態であり、（ｄ）〜（ｊ）は、（ｃ）の立設位置から車両後方へと後傾した状態である。

そして、記憶手段１５０の記憶部１５２に予め記憶されているこれらの複数の形状のうち、実際に検出されたシートバック肩部１４ａの画像の合致度合い（合致率）が最も高い角度と位置から、シートバック肩部１４ａの角度及び位置が導出され、結果として、図７に示されるような、シートバック１４の角度θと、シートバック１４のシートバック肩部１４ａの中心位置Ａを導出することができる。本実施の形態のシートバック１４の角度θ、シートバック肩部１４ａの中心位置Ａ等が図７に示される。このとき、シートバック１４の角度θは、シートバック肩部１４ａの角度と合致する。
この処理態様が、本発明における「記憶手段に予め記憶されている複数種類の配置情報の中から、表面立体形状検出手段を介して検出した情報との合致度合いが最も高い情報を、シートバック肩部に関する情報として導出する」との処理態様に相当する。

なお、運転者シート１２の動きとしては、前後のスライド移動とシートバックのリクライニング角度の調整があるが、これら２つの動きを組み合わせてもシートバック肩部１４ａの動く範囲には制限がある。また、シートバック肩部１４ａが車両上部（天井パネル）に近い位置にあればシートバック１４がより立設した状態である一方、シートバック肩部１４ａが車両下部（床）に近い位置にあればシートバック１４がより倒れた（寝た）状態であるなどの限定がある。これらの情報を考慮することによって、効率の良いパターンマッチングが可能となる。

次に、図３中のステップＳ１０５において、運転者シート１２につき、シートクッション１３の高さ（座面高さ）及びシート前後位置を検出する処理を行う。この検出処理は、図１中のシートクッション高さ検出部１７２及びシート前後位置検出部１７６によって実行される。

この処理に際しては、記憶手段１５０の記憶部１５２に、図７に示すシートバック１４の長さＬを予め記憶させておく。図７に示すように、この長さＬは、シートバック肩部１４ａの中心位置Ａと、シートクッション１３の基準位置Ｂとの間の距離である。従って、予め記憶された長さＬと、ステップＳ１０４において実際に導出したシートバック１４の角度θ及び中心位置Ａを用い、中心位置Ａから角度θで距離Ｌだけ下方へと離間した位置が、シートクッション１３の高さ（座面高さ）であり、且つシート前後位置の最後端（最後部）であるとすることができる。
この処理態様が、本発明における「シートバック肩部に関し導出した情報に基づいて、当該車両乗員シートの配置状態を判別する処理を行う」との処理態様に相当する。

なお、本実施の形態において、上記「パターンマッチング」とは別の方法を用いて、シートバック１４の角度、シートクッション１３の高さ（座面高さ）、シート前後位置を導出することもできる。ここで、図８及び図９を参照しながら、車両乗員シートに関する情報の別の導出方法を説明する。図８には、本実施の形態の車両乗員シート検出処理のステップＳ１０３で得られた分割処理画像Ｃ１に基づいて、車両後方から車両前方へと向かう走査線Ｍが、シートバック側縁部１４ｂの背面側にて上下方向の複数箇所に走査される場合が示される。また、図８中の走査線Ｍを用いた走査範囲１５を運転者シート１２の情報からみた様子が図９に示される。

図８及び図９に示すように、まず運転者シート１２のシート後方からシート前方へ向かう走査線Ｍを、シートバック側縁部１４ｂの背面側にて上下方向の複数箇所に走査（「スキャン」ともいう）することによって検索を行い、最初に形状が認められる点を検出する。図８に示す例では、走査線Ｍによって検出された計５個の検出点を示している。ここで、「シートバック側縁部１４ｂ」は、シートバック１４の側方の縁の部位として規定される。このシートバック側縁部１４ｂの背面側を上下方向に走査した場合には、ヘッドレストを検出することなく、シートバック１４の背面部分のみが連続的に検出されることとなる。このとき、検出点のうちの最も上方に位置する最上端の検出点Ｃが、シートバック肩部１４ａの背面側の部位に相当すると判定することができる。

すなわち、図９に示す走査範囲１５は、シートバック１４に干渉する一方ヘッドレストに干渉しない領域であるから、この走査範囲１５において検出された最も上方の検出点Ｃが、シートバック１４の上端部であるシートバック肩部１４ａに相当する。このとき、シートバック１４の厚みｄを予め記憶させておけば、検出点Ｃを車両前方側へおよそ（ｄ／２）だけ移動させた位置が、シートバック肩部１４ａの中心位置Ａとされる。また、複数の検出点を結ぶ線のなす角度によって、シートバック１４（シートバック肩部１４ａ）の角度θを導出することができる。
この処理態様が、本発明における「車両後方から車両前方へと向かう走査線を、シートバック側縁部の背面側にて上下方向の複数箇所に走査し、当該走査によって検出されたシートバック側縁部の複数箇所の情報に基づいて、シートバック肩部に関する情報を導出する」との処理態様に相当する。
更に、シートクッション１３の高さ（座面高さ）及びシート前後位置の検出は、上記「パターンマッチング」におけるステップＳ１０５と同様の方法によって可能となる。

かくして、上記構成の車両乗員シート検出システム１００を用いて検出された、シートバック１４の角度、シートクッション１３の高さ（座面高さ）及びシート前後位置の検出情報に基づいて、作動装置２１０が作動する。具体的には、検出（導出）した車両乗員シートに関する情報自体を報知する構成、当該情報により車両乗員シートの配置状態が基準範囲を外れたことを示す警報を発する構成、当該情報から更に車両乗員の位置、体格、動作などを判別したうえで、この判別情報に基づいて、エアバッグやシートベルトによる乗員拘束態様を可変とする構成などを採用することができる。

以上のように、本実施の形態の車両乗員シート検出システム１００は、運転者シート１２の各部位のうち、シートバック肩部１４ａの位置及び角度を検出することによって、運転者シート１２の配置状態を判別する構成とされる。ここで、車両乗員シートは、その前面部分が着座状態の車両乗員によって覆われるため、カメラ等の撮影手段を用いて車両乗員シート全体を精度良く検出するのが難しい。そこで、本実施の形態においては、運転者シート１２全体の配置状態と密接な関連性があるシートバック肩部１４ａに着目し、運転者シート１２の配置状態の検出に際し、当該シートバック肩部１４ａの位置及び角度を検出することとしたのである。すなわち、シートバック肩部１４ａの位置や角度は、シートバック１４全体の位置や角度を知るための基準となり、またこのシートバック肩部１４ａを基準とすれば、シートバックの位置や、シート前後位置や、シートクッションの高さなどを知ることが可能となる。そのうえ、シートバック１４の中でも特にシートバック肩部１４ａは、位置的にみて車両乗員に妨げられることなくカメラ１１２によって容易に検出が可能な部位とされる。よって、運転者シート１２全体が検出されなくても、この運転者シート１２のシートバック肩部１４ａの部分的な情報（位置や角度など）を少なくとも導出することができれば、運転者シート１２のシートバックの角度、シート前後位置、シートクッション高さ等、車両乗員シートの配置状態を精度良く判別することが可能となる。

（他の実施の形態）
なお、本発明は上記の実施の形態のみに限定されるものではなく、種々の応用や変形が考えられる。例えば、上記実施の形態を応用した次の各形態を実施することもできる。

上記実施の形態では、処理手段としての演算手段１７０が、運転者シート１２の各部位のうちシートバック肩部１４ａに関する情報を導出する行う処理を行う機能と、運転者シート１２の配置状態を判別する処理を行う機能の両機能を備える場合について記載したが、本発明における処理手段は、車両乗員シートの各部位のうちシートバック肩部に関する情報を導出する処理を少なくとも行う機能を有していればよい。

また、上記実施の形態では、運転者シート１２をカメラ１１２の検出対象とする場合について記載したが、本発明では、運転者シートのみならず、助手シートや後部シートをカメラ１１２の検出対象とすることもできる。この際、撮影手段（表面立体形状検出手段）としてのカメラは、必要に応じて自動車の車両前方のインパネ、ピラー、ドア、ガラス、シート等、各種の車体構成部分に適宜設置される。

また、上記実施の形態では、自動車に装着される車両乗員シート検出システム１００の構成について記載したが、自動車をはじめ、航空機、船舶、バス、電車等の各種の車両に装着される車両乗員シート検出システムの構成に対し本発明を適用することができる。

本実施の形態に係る車両搭載用の車両乗員シート検出システム１００のシステム構成を示す図である。 本実施の形態のカメラ１１２側から車内を視た様子を示す斜視図である。 本実施の形態の車両乗員シート検出システム１００において、運転者シートに関する情報を検出する「車両乗員シート検出処理」のフローチャートである。 本実施の形態における画素の分割態様を示す図である。 本実施の形態の分割処理画像Ｃ１を示す図である。 本実施の形態の記憶手段１５０の記憶部１５２に予め記憶されている、複数のシートバック肩部の形状の一例を示す図である。 本実施の形態のシートバック１４の角度θ、シートバック肩部１４ａの中心位置Ａ等を示す図である。 本実施の形態の車両乗員シート検出処理のステップＳ１０３で得られた分割処理画像Ｃ１に基づいて、車両後方から車両前方へと向かう走査線Ｍが、シートバック側縁部１４ｂの背面側にて上下方向の複数箇所に走査される場合を示す図である。 図８中の走査線Ｍを用いた走査範囲１５を運転者シート１２の情報からみた様子を示す図である。

符号の説明

１０…Ａピラー
１２…運転者シート
１３…シートクッション
１４…シートバック
１４ａ…シートバック肩部
１４ｂ…シートバック側縁部
１５…走査領域
１６…助手シート
１００…車両乗員シート検出システム
１１０…撮影手段
１１２…カメラ
１２０…制御手段
１３０…数値化手段
１３２…画像処理部
１５０…記憶手段
１５２…記憶部
１７０…演算手段（ＭＰＵ）
１７２…シートクッション高さ検出部
１７４…シートバック角度検出部
１７６…シート前後位置検出部
１９０…入出力手段
２００…ＥＣＵ
２１０…作動装置

Claims (6)

1. 車両乗員シートの単一視点に関する表面立体形状を検出する表面立体形状検出手段と、
   前記表面立体形状検出手段によって検出された表面立体形状を数値座標として数値化する数値化手段と、
   前記数値化手段によって数値化された前記表面立体形状の数値座標に基づいて、前記車両乗員シートの各部位のうちシートバック肩部に関する情報を導出する処理を行う処理手段と、
   を備えることを特徴とする車両乗員シート検出システム。
2. 請求項１に記載の車両乗員シート検出システムであって、
   前記シートバック肩部に関する複数種類の配置情報を記憶する記憶手段を備え、
   前記処理手段は、前記記憶手段に予め記憶されている複数種類の配置情報の中から、前記表面立体形状検出手段を介して検出した情報との合致度合いが最も高い情報を、前記シートバック肩部に関する情報として導出することを特徴とする車両乗員シート検出システム。
3. 請求項１に記載の車両乗員シート検出システムであって、
   前記処理手段は、前記数値化手段によって数値化された前記表面立体形状の数値座標において、車両後方から車両前方へと向かう走査線を、シートバック側縁部の背面側にて上下方向の複数箇所に走査し、当該走査によって検出された前記シートバック側縁部の複数箇所の情報に基づいて、前記シートバック肩部に関する情報を導出することを特徴とする車両乗員シート検出システム。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載の車両乗員シート検出システムであって、
   前記処理手段は、更に、前記シートバック肩部に関し導出した情報に基づいて、当該車両乗員シートの配置状態を判別する処理を行うことを特徴とする車両乗員シート検出システム。
5. 請求項４に記載の車両乗員シート検出システムと、
   前記車両乗員シート検出システムの処理手段にて判別された、前記車両乗員シートの配置状態に基づいて作動する作動装置と、
   前記作動装置を駆動制御する駆動制御手段と、
   を備えることを特徴とする作動装置制御システム。
6. エンジン走行系統と、電装系統と、前記エンジン走行系統及び電装系統の駆動制御を行う駆動制御装置と、車両乗員シートの配置状態を検出する車両乗員シート検出手段と、を有し、
   前記車両乗員シート検出手段は、請求項４に記載の車両乗員シート検出システムを用いて構成されることを特徴とする車両。

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