JP2009029347A - 車両の乗員検知装置 - Google Patents

Abstract

【課題】乗員の姿勢や体格を検知する際に、同時に撮像される車室内状況の有効利用することを可能にする。
【解決手段】撮像素子１１Ｌ，１１Ｒにより得られた撮像を処理することにより、撮像物の３次元位置を検出する第２の信号処理手段１２Ｂとを備えた車両の乗員検知装置１０であって、車室２１は、インストルメントパネル２２内に配置されるエアバッグ２４と、このエアバッグ２４に対応してインストルメントパネル２２上に形成されるリッド部２５とを備え、撮像素子１１Ｌ，１１Ｒは、少なくともリッド部２５及びリッド部２５に対向する座席５２上部を含む領域を撮像するよう構成されるとともに、第２の信号処理手段１２Ｂは、リッド部２５の外形に対応した基準位置情報を予め記憶する記憶部４６と、基準位置情報と時間毎に撮像されたリッド部２５の時間毎位置情報との比較を行う比較部４７とを備えた。
【選択図】図１

Description

本発明は、ステレオカメラを用いて車室内の運転者等の乗員の姿勢や体格を検知する車両の乗員検知装置に関するものである。

車両の乗員検知装置として、車室の前側上縁に設けられたバックミラー等に撮像素子（例えば、ＣＭＯＳカメラ）を設け、前側斜め上方から車室内を撮像して乗員をモニタするものが実用に供されている。
この種の車両の乗員検知装置は、乗員をモニタしているときに乗員の廻りの車室内状況も撮像されるので、撮像された車室内状況の有効利用をすることが考えられる。

このような車両の乗員検知装置で撮像された車室内状況の有効利用をすることができそうなものとして、車両のエアバッグ装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
特開平３−２４８９４６号公報（第４頁、図１−２）

特許文献１の技術を説明する。
図１０は従来の基本構成を説明する図である。
車両のエアバッグ装置２００は、インストルメントパネル２０１内に配置され、車体の衝撃にともないエアバッグ２０２が車室内側に突出して膨出展開する車両のエアバッグ装置であり、インストルメントパネル２０１の表面側に、検知対象が外部からインストルメントパネル２０１と接触しているか否かを検知する検知手段２０３を取付け、この検知手段２０３がインストルメントパネル２０１との接触を検知したときに、検知信号に基づいてエアバッグ２０２の膨出展開を取りやめるように制御するものである。

しかし、車両のエアバッグ装置２００では、検知対象が外部からインストルメントパネル２０１と接触しているか否かを検知する検知手段２０３が必要であり、コストの高騰を招くという問題があった。
また、車両のエアバッグ装置２００では、検知対象が外部からインストルメントパネル２０１と接触しているか否かを検知することはできるものの、例えば、エアバッグ２０２の膨出展開する部分に物品などが載置されている場合などは検知することはできない。

本発明は、乗員の姿勢や体格を検知する際に、同時に撮像される車室内状況の有効利用することができる車両の乗員検知装置を提供することを課題とする。

請求項１に係る発明は、車両の車室上方に配置される複数の撮像素子と、撮像素子により得られた撮像を処理することにより、撮像物の３次元位置を検出する信号処理手段とを備えた車両の乗員検知装置であって、車室は、インストルメントパネル内に配置されるエアバッグと、このエアバッグに対応してインストルメントパネル上に形成されるリッド部とを備え、撮像素子は、少なくともリッド部及びリッド部に対向する座席上部を含む領域を撮像するよう構成されるとともに、信号処理手段は、リッド部の外形に対応した基準位置情報を予め記憶する記憶部と、基準位置情報と時間毎に撮像されたリッド部の時間毎位置情報との比較を行う比較部とを備えたことを特徴とする。

請求項２に係る発明は、撮像素子に、赤外光を用いて撮像を行う赤外撮像素子を備え、リッド部上に、赤外光反射手段又は赤外光吸収手段のいずれかを配置したことを特徴とする。

請求項１に係る発明では、車両の車室上方に複数の撮像素子（例えば、ＣＭＯＳカメラ）が配置され、撮像素子により得られた撮像が信号処理手段で処理され、撮像物（例えば、乗員）の３次元位置が検出される。
車室には、インストルメントパネルと、このインストルメントパネル内に配置されるエアバッグと、インストルメントパネルに配置され、エアバッグが車室内に膨出展開されるリッド部とが備わる。

車両の乗員検知装置は、複数の撮像素子で乗員を撮像した撮像データから、乗員の有無判定、乗員頭部位置判定や乗員の体格判定などを行い、例えば、エアバッグの膨出展開の必要性や膨出展開のタイミングなどを制御するための制御信号として利用される。しかし、複数の撮像素子で乗員を撮像した場合に乗員の周辺の状況も同時に撮像されているので、乗員の周辺データを利用することは好ましいことである。
そこで、撮像素子は、少なくともリッド部及びリッド部に対向する座席上部を含む領域を撮像するよう構成され、撮像された撮像データを信号処理手段で処理するようにした。 信号処理手段に、リッド部の外形に対応した基準位置情報を予め記憶する記憶部と、基準位置情報と時間毎に撮像されたリッド部の時間毎位置情報との比較を行う比較部とを備えた。

基準位置情報と時間毎に撮像されたリッド部の時間毎位置情報とを比較することで、例えば、基準位置情報と時間毎位置情報が同一であれば、インストルメントパネルのリッド部廻りに物品等が置かれていないものと判定することができ、基準位置情報と時間毎位置情報に差異があれば、インストルメントパネルのリッド部廻りに物品等が置かれているものと判断することができる。
この結果をエアバッグの膨出展開制御に反映させれば、インストルメントパネルのリッド部廻りに物品等が置かれている場合には、不用意なエアバッグの膨出展開を防止することができる。

請求項２に係る発明では、撮像素子に、赤外光を用いて撮像を行う赤外撮像素子を備え、リッド部上に、赤外光反射手段又は赤外光吸収手段のいずれかを配置した。これにより、リッド部上に、物品等が載置されているときには、赤外光反射手段又は赤外光吸収手段が部分的に又は全体的に覆われるので、基準位置情報と時間毎位置情報に差異が明確に現れる。この結果、基準位置情報と時間毎位置情報との比較を容易に行うことができる。

本発明を実施するための最良の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
図１は本発明に係る車両の乗員検知装置のブロック図である。
図１に示されたように、車両の乗員検知装置１０は、システム構成として、カメラ１１と信号処理手段（信号処理部）１２を備える。カメラ１１は、好ましくは右側カメラ１１Ｒと左側カメラ１１Ｌとから構成され、複眼のステレオカメラのユニット構成となっている。カメラ１１を含むカメラユニットは、カメラ１１としての受光素子と、後述するような複数の発光素子（ＬＥＤ）を備え、発光・受光ユニットとして構成されている。また信号処理手段１２は、通常、カメラ１１に付設されたカメラユニットＥＣＵとして構成される。なお信号処理手段１２は、カメラ１１の構成とは別途に用意することもできる。

なお、単眼のカメラ構成またはビーム式センサの場合には、一方のカメラおよび当該カメラに関連する信号処理構成部分は省略される。

右側カメラ１１Ｒおよび左側カメラ１１Ｌは、撮像素子であり、いずれも、ＣＭＯＳ素子等の受光素子が用いられている。さらに、赤外光を用いて撮像を行う赤外撮像素子を備えるものであってもよい。

車両２０の車室上方に複数の撮像素子（例えば、ＣＭＯＳカメラ）１１Ｌ，１１Ｒが配置され、撮像素子１１Ｌ，１１Ｒにより得られた撮像が信号処理手段１２で処理され、撮像物（例えば、乗員）の３次元位置が検出される。
車両の乗員検知装置１０では、複数の撮像素子１１Ｌ，１１Ｒで乗員を撮像した撮像データから、乗員の有無判定、乗員頭部位置判定や乗員の体格判定などを行い、例えば、エアバッグの膨出展開の必要性や膨出展開のタイミングなどを制御するための制御信号として利用される。しかし、複数の撮像素子１１Ｌ，１１Ｒで乗員を撮像した場合に乗員の周辺の状況も同時に撮像されているので、乗員の周辺データを利用することは好ましいことである。

そこで、信号処理手段１２は、車両の乗員検知装置１０の本来の目的である乗員を検知した撮像を信号処理する第１の信号処理手段（信号処理部）１２Ａと、乗員を検知した撮像がマスキング処理され、同時に撮像されたエアバッグのリッド部廻りの撮像を信号処理する第２の信号処理手段（信号処理部）１２Ｂとから構成される。
撮像素子１１Ｌ，１１Ｒは、少なくともリッド部２５（図６参照）及びリッド部２５に対向する座席５２（図７参照）上部を含む領域を撮像するよう構成され、撮像された撮像データを第２の信号処理手段１２Ｂで処理するようにした。

第１の信号処理手段１２Ａには、右側カメラ１１Ｒと左側カメラ１１Ｌのそれぞれに対応する特徴位置抽出部１３，１４と、２つの特徴位置抽出部１３，１４から出力される特徴位置に係る撮像信号に基づいて検知対象物の位置情報を演算する位置演算部１５と、乗員判定部１６とを備えている。特徴位置抽出部１３，１４は、それぞれ、右側カメラ１１Ｒと左側カメラ１１Ｌでの撮像で得られた撮像信号から検知対象物（乗員）の特徴を位置情報として抽出する働きを有している。検知対象物の特徴としては、例えば、乗員の頭部および乗員の体格である。位置演算部１５は、左右のカメラ１１Ｒ，１１Ｌからの撮像信号から検知対象物（乗員）の特徴の位置を演算する。乗員判定部１６は、乗員有無判定部１６Ａと乗員頭部位置判定部１６Ｂと乗員体格判定部１６Ｃを有する。位置演算部１５から出力される検知対象物に係る特徴の信号に基づいて、乗員判定部１６では、上記の乗員有無判定部１６Ａと乗員頭部位置判定部１６Ｂと乗員体格判定部１６Ｃによって、それぞれ、乗員の有無判定、乗員頭部の位置判定、乗員の体格判定が行われる。

信号処理手段１２Ａから出力される判定信号は、車内ネットワーク（ＣＡＮ）１７を経由して主制御装置（図示せず）に供給される。なお車内ネットワーク１７には、その他の接続要素として、例えばエアバッグＥＣＵ１８、シートベルトＥＣＵ１９、空調装置２８、注意警報装置２９等が接続されている。
ここで、空調装置２８は、デフロスタ（不図示）を含む車室内の温度、湿度や空気清浄化をする装置である。注意警報装置は、インジケータ、ブザー若しくはアナウンス等により注意警告を発する装置である。

次に、上記のカメラユニットを図２〜図５を参照して説明する。図２は図１に示される車両の乗員検知装置のカメラユニットの正面図を示し、図３は図１に示される車両の乗員検知装置のカメラユニットの平面図を示し、図４は図１に示される車両の乗員検知装置のカメラユニットの側面図を示し、図５は図２に示されるカメラユニットのカメラの内部構造の側面図を示す。

カメラユニット３０は前述した右側カメラ１１Ｒと左側カメラ１１Ｌを含む。図２において、３１は右側カメラ１１Ｒ用のレンズであり、３２は左側カメラ１１Ｌ用のレンズである。図５は、一例として、右側カメラ１１Ｒの内部構造を示している。右側カメラ１１ＲはＣＭＯＳ素子３３による受光素子で構成されている。レンズ３１とＣＭＯＳ素子３３の間には凹レンズ３４とフィルタ３５が配置されている。フィルタ３５は、右側カメラ１１Ｒのレンズ内に関連させて配置されている。カメラユニット３０の前方から到来して入射される光３６は、レンズ３１、凹レンズ３４、フィルタ３５の順序でＣＭＯＳ素子３３の受光面に入射される。光３６は、凹レンズ３４を透過した後には平行な光になり、フィルタ３５の入射面に対して垂直に入射して当該フィルタ３５を透過し、ＣＭＯＳ素子３３の受光面に垂直に入射する。左側カメラ１１Ｌの内部構造も図５で示した構造と同じである。

またカメラユニット３０には、上記の左右のカメラ１１Ｒ，１１Ｌの以外に、例えば、発光素子であるＬＥＤ３７が６個設けられている。６個のＬＥＤ３７は、正面方向でかつ上下の方向に光を照射する２個のＬＥＤ、右側面方向でかつ上下の方向に光を照射する２個のＬＥＤ、左側面方向でかつ上下の方向に光を照射する２個のＬＥＤとから構成されている。図２および図３において破線で示された範囲３８は、６個のＬＥＤ３７の各々による照射範囲を示している。このように６個のＬＥＤ３７の各々が独自の光照射範囲３８を有している。６個のＬＥＤ３７の光照射動作は、連続的な照射であってもよいし、間欠的（ストロボ的）な照射であってもよい。

図６は本発明に係る車両の乗員検知装置を採用した車両の平面図であり、図７は図６に示される車両の車室の側面図であり、図８は図１に示される車両の乗員検知装置の第２の信号処理手段の構成を示すブロック図である。

第２の信号処理手段１２Ｂは、左側カメラ１１Ｌで撮像され、エアバッグ２４が膨出されるリッド部２５廻りの撮像（必要撮像部分のみの撮像）を取出す左側マスキング処理部（前処理部）４１と、このマスキング処理部４１で処理された撮像からリッド部２５の外形に対応した領域を抽出する左側リッド位置抽出部４３と、右側カメラ１１Ｒで撮像され、
エアバッグ２４が膨出されるリッド部２５廻りの撮像（必要撮像部分のみの撮像）を取出す右側マスキング処理部（前処理部）４２と、このマスキング処理部４２で処理された撮像からリッド部２５の外形に対応した領域を抽出する右側リッド位置抽出部４４と、これらの左側・右側リッド位置抽出部４３，４４で抽出された撮像信号に基づいてリッド部２５の外形に対応した位置情報を演算するリッド位置演算部４５と、インストルメントパネル２２に物品等の載置等がない場合に、リッド位置演算部４５で演算された位置情報を基準位置情報とするときに、この基準位置情報を予め記憶するリッド位置記憶部（記憶部）４６と、所定の時間毎に、リッド位置演算部４５で演算された位置情報を時間毎位置情報とするときに、この時間毎位置情報と基準位置情報とを比較するリッド比較部（比較部）４７と、このリッド比較部４７の比較結果に基づいて時間毎位置情報と基準位置情報とに差異が認められる場合にリッド部２５から乗員５１との間に物品等が存在する可能性があるものと判断して、エアバッグＥＣＵ１８にエアバッグ２４の膨出展開を中止するように指示するとともに、注意警報装置２９（図１参照）に注意警告を発するように指示する物品等判断部４８とからなる。

左側・右側カメラ１１Ｌ，１１Ｒは、少なくとも、２点鎖線Ａで示したインストルメントパネル２２、窓部２７及び座席５２上部範囲を撮像される。

リッド部２５は、リッド部２５上に赤外光反射手段２６が配置される。
先に説明したように、左側・右側カメラ（撮像素子）１１Ｌ，１１Ｒに、赤外光を用いて撮像を行う赤外撮像素子を備えたものであり、リッド部２５上に、赤外光反射手段２６を配置したので、リッド部２５上に、物品等が載置されているときには、赤外光反射手段２６が部分的に又は全体的に覆われるので、基準位置情報と時間毎位置情報に差異が明確に現れる。この結果、基準位置情報と時間毎位置情報との比較を容易に行うことができる。

車室２１には、インストルメントパネル２２と、このインストルメントパネル２２内に配置されるエアバッグ２４と、インストルメントパネル２２に配置されエアバッグ２４が車室２１内に膨出展開されるためのリッド部２５とが備わる。

そこで、撮像素子１１Ｌ，１１Ｒは、少なくともリッド部２５及びリッド部２５に対向する座席５２上部を含む領域を撮像するよう構成され、撮像された撮像データを信号処理手段で処理するようにした。第２の信号処理手段１２Ｂに、リッド部２５の外形に対応した基準位置情報を予め記憶する記憶部４６と、基準位置情報と時間毎に撮像されたリッド部２５の時間毎位置情報との比較を行う比較部４７とを備えた。

基準位置情報と時間毎に撮像されたリッド部２５の時間毎位置情報とを比較することで、例えば、基準位置情報と時間毎位置情報が同一であれば、インストルメントパネル２２のリッド部２５廻りに物品等が置かれていないものと判定することができ、基準位置情報と時間毎位置情報に差異があれば、インストルメントパネル２２のリッド部２５廻りに物品等が置かれているものと判断することができる。

この結果をエアバッグ２４の膨出展開の制御に反映させれば、インストルメントパネル２２のリッド部２５廻りに物品等が置かれている場合には、不用意なエアバッグ２４の膨出展開を防止することができる。

図９は図１に示される車両の乗員検知装置の第２の信号処理手段のフロー図である。なお、ＳＴ××はステップ番号を示す（符号は図７及び図８参照）。
ＳＴ０１：左側カメラ１１Ｌ及び右側カメラ１１Ｒで車室内の情報が撮像される。

ＳＴ０２：左側カメラ１１Ｌで撮像された撮像物の内、エアバッグ２４が膨出されるリッド部２５廻りの撮像（必要撮像部分のみの撮像）を左側マスキング処理部（前処理部）４１で取出（抽出）し、右側カメラ１１Ｒで撮像された撮像物の内、エアバッグ２４が膨出されるリッド部２５廻りの撮像（必要撮像部分のみの撮像）を右側マスキング処理部（前処理部）４２で取出（抽出）される。

ＳＴ０３：インストルメントパネル２２に物品等の載置等がない場合に、左側・右側リッド位置抽出部４３，４４で抽出された撮像信号に基づいてリッド部２５の外形に対応した位置情報をリッド位置演算部４５で演算する。この結果を、基準位置情報とする。

ＳＴ０４：基準位置情報をリッド記憶部（記憶部）４６に記憶する。
ＳＴ０５：所定の時間毎に、リッド部２５の位置情報をリッド位置演算部４５で演算する。この結果を、時間毎位置情報とする。
ＳＴ０６：時間毎位置情報と基準位置情報とをリッド比較部（比較部）４７で比較する。

ＳＴ０７：時間毎位置情報と基準位置情報との比較結果に基づいて、比較結果に差異があったかどうか物品等判断部で判断する。
時間毎位置情報と基準位置情報とに差異が認められる場合にリッド部２５から乗員５１との間に物品等が存在する可能性があるものとする。すなわち、ＹＥＳの場合にはＳＴ０８，ＳＴ０９へ進む。

差異が認められない場合にリッド部２５から乗員５１との間に物品等が存在しないものとする。すなわち、ＮＯの場合にはＳＴ６に戻る。
ＳＴ０８：エアバッグ２４の膨出展開を中止する。
ＳＴ０９：注意警告信号を同時に発する。

尚、本発明に係る車両の乗員検知装置１０は、図７に示すように、車室２１上部前方にカメラユニット３０を設定したが、カメラは必要に応じて移動することを妨げるものではない。また、カメラに広角レンズを備えたものを用いてもよい。

本発明に係る車両の乗員検知装置１０は、図６に示されるように、リッド部２５上に赤外光反射手段２６が配置されたが、これに限るものではなく、赤外光反射手段２６は赤外光吸収手段であってもよい。

本発明に係る車両の乗員検知装置は、セダンやワゴンなどの乗用車に採用するのに好適である。

本発明に係る車両の乗員検知装置のブロック図である。 図１に示される車両の乗員検知装置のカメラユニットの正面図である。 図１に示される車両の乗員検知装置のカメラユニットの平面図である。 図１に示される車両の乗員検知装置のカメラユニットの側面図である。 図２に示されるカメラユニットのカメラの内部構造の側面図である。 本発明に係る車両の乗員検知装置を採用した車両の平面図である。 図６に示される車両の車室の側面図である。 図１に示される車両の乗員検知装置の第２の信号処理手段の構成を示すブロック図である。 図１に示される車両の乗員検知装置の第２の信号処理手段のフロー図である。 従来の基本構成を説明する図である。

符号の説明

１０…車両の乗員検知装置、１１Ｌ，１１Ｒ…撮像素子（左側・右側カメラ）、１２Ｂ…信号処理手段（第２の信号処理手段）、２０…車両、２１…車室、２２…インストルメントパネル、２４…エアバッグ、２５…リッド部、２６…赤外線反射手段、４６…記憶部（リッド記憶部）、４７…比較部（リッド比較部）、５１…乗員、５２…座席。

Claims (2)

1. 車両の車室上方に配置される複数の撮像素子と、撮像素子により得られた撮像を処理することにより、撮像物の３次元位置を検出する信号処理手段とを備えた車両の乗員検知装置であって、
   前記車室は、インストルメントパネル内に配置されるエアバッグと、このエアバッグに対応して前記インストルメントパネル上に形成されるリッド部とを備え、
   前記撮像素子は、少なくとも前記リッド部及び前記リッド部に対向する座席上部を含む領域を撮像するよう構成されるとともに、
   前記信号処理手段は、前記リッド部の外形に対応した基準位置情報を予め記憶する記憶部と、前記基準位置情報と時間毎に撮像された前記リッド部の時間毎位置情報との比較を行う比較部とを備えたことを特徴とする車両の乗員検知装置。
2. 前記撮像素子は、赤外光を用いて撮像を行う赤外撮像素子を備え、
   前記リッド部上に、赤外光反射手段又は赤外光吸収手段のいずれかを配置したことを特徴とする請求項１記載の車両の乗員検知装置。

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