JP2009067096A - Headrest control device, headrest device, and headrest control method - Google Patents
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Description
本発明は、ヘッドレストの位置制御を行うヘッドレスト制御装置、ヘッドレスト装置、及びヘッドレスト制御方法に関する。 The present invention relates to a headrest control device, a headrest device, and a headrest control method for performing headrest position control.
車両の後突時(後方車両による被追突時)の乗員のむち打ち傷害を軽減するヘッドレスト装置が実用化されている(例えば、特許文献1)。ヘッドレスト装置は、車両シートの背もたれに設けられた枕状のヘッドレストによって、車両シートに着座した乗員の頭部の後傾を抑止し、むち打ち傷害を軽減することができる。 A headrest device has been put into practical use that reduces the lashing injury of a passenger at the time of a rear collision of a vehicle (at the time of a rear-end collision by a rear vehicle) (for example, Patent Document 1). The headrest device can suppress a whiplash injury by suppressing a rearward tilt of the head of an occupant seated on the vehicle seat by a pillow-like headrest provided on the backrest of the vehicle seat.
また、ヘッドレストをモータ駆動することができるアクティブヘッドレストが提案されている。アクティブヘッドレストは、後突時にヘッドレストを頭部に接近移動させることによって、頭部の後傾を効果的に抑止することができ、むち打ち傷害を軽減することができる。 An active headrest that can drive the headrest by a motor has been proposed. The active headrest can effectively prevent the head from tilting backward by moving the headrest closer to the head at the time of a rear collision, and can reduce whiplash injury.
更に、ヘッドレストの精密な位置調節を低コストで実現するヘッドレスト装置、及びヘッドレスト制御方法が提案されている。具体的には、静電容量型の頭部検出器をヘッドレストに備え、該頭部検出器によって、着座した乗員の頭部とヘッドレストとの相対位置を検出し、ヘッドレストを乗員の頭部位置に向けて近接移動させるように構成されている。ところが、静電容量型の頭部検出器は、ヘッドレストに接近した頭部を検出するものであるため、ヘッドレストと頭部との相対距離を正確に検出してヘッドレストを駆動することができない場合がある。 Furthermore, a headrest device and a headrest control method that realize precise position adjustment of the headrest at a low cost have been proposed. Specifically, a capacitive head detector is provided in the headrest, the head detector detects the relative position between the head of the seated occupant and the headrest, and the headrest is set to the head position of the occupant. It is comprised so that it may move near. However, since the capacitance type head detector detects the head that is close to the headrest, the headrest may not be driven by accurately detecting the relative distance between the headrest and the head. is there.
この問題を解決すべく、可視光にて乗員を撮像するCCDイメージセンサにて頭部位置を検出し、より好適にヘッドレストの近接移動を行うことを可能にしたヘッドレスト装置が提案されている。
しかしながら、CCDイメージセンサは可視光にて乗員を撮像する素子であるため、夜間においては乗員を撮像できず、ヘッドレストの位置制御を行うことができないという問題があった。
また、太陽、ヘッドライト等の外乱光が車内に入射した場合、頭部の撮像が困難になり、ヘッドレストの位置制御を誤る虞があった。
However, since the CCD image sensor is an element that images the occupant with visible light, there is a problem that the occupant cannot be imaged at night and the position of the headrest cannot be controlled.
In addition, when disturbance light such as the sun or a headlight enters the vehicle, it is difficult to image the head, and there is a possibility that the position control of the headrest is erroneous.
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、昼夜を問わず、また外乱光の影響を受けることなくヘッドレストの位置制御を行うことができるヘッドレスト制御装置、ヘッドレスト装置、及びヘッドレスト制御方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and provides a headrest control device, a headrest device, and a headrest control method capable of performing headrest position control regardless of daytime and nighttime and without being affected by ambient light. The purpose is to provide.
第1発明に係るヘッドレスト制御装置は、車両シートに着座した乗員の頭部の後傾を抑止するヘッドレストの位置制御を行うヘッドレスト制御装置において、遠赤外線撮像装置が撮像して得た遠赤外画像に基づいて、乗員の頭部の位置を検出する手段と、前記ヘッドレストの位置を示す位置情報を取得する手段と、検出された頭部の位置及び取得した位置情報が示すヘッドレストの位置に基づいて、頭部及び前記ヘッドレストの相対位置が所定の位置関係になるように前記ヘッドレストの位置を制御する制御信号を出力する制御手段とを備えることを特徴とする。 A headrest control device according to a first aspect of the present invention is a headrest control device that controls the position of a headrest that suppresses backward tilting of the head of an occupant seated in a vehicle seat. Based on the position of the headrest of the occupant, the means for acquiring the position information indicating the position of the headrest, the position of the detected head and the position of the headrest indicated by the acquired position information And a control means for outputting a control signal for controlling the position of the headrest so that the relative position of the head and the headrest is in a predetermined positional relationship.
第2発明に係るヘッドレスト制御装置は、車両シートに着座した乗員の頭部の後傾を抑止するヘッドレストの位置制御を行うヘッドレスト制御装置において、一の遠赤外線撮像装置が撮像して得た遠赤外画像からエッジ点を抽出する手段と、複数の連結したエッジ点からなるエッジグループを特定する手段と、特定されたエッジグループを含む画像領域を複数の小領域に分割する手段と、エッジ点を含む分割された小領域に対応する対応領域を、他の遠赤外線撮像装置が撮像して得た遠赤外画像から特定する手段と、前記小領域及び対応領域の視差が略等しい画像領域を特定する手段と、特定された該画像領域から頭部及び前記ヘッドレストを検出する手段と、検出された頭部及び前記ヘッドレストの位置に基づいて、頭部及び前記ヘッドレストの相対位置が所定の位置関係になるように前記ヘッドレストの位置を制御する制御信号を出力する制御手段とを備えることを特徴とする。 A headrest control device according to a second aspect of the present invention is a headrest control device that controls the position of a headrest that suppresses backward tilting of the head of an occupant seated in a vehicle seat. Means for extracting edge points from the outer image, means for specifying an edge group consisting of a plurality of connected edge points, means for dividing an image area including the specified edge group into a plurality of small areas, and Means for identifying a corresponding area corresponding to the divided small area from the far-infrared image obtained by imaging by another far-infrared imaging device, and an image area having substantially the same parallax between the small area and the corresponding area Means for detecting the head and the headrest from the identified image area, and the head and the headrest based on the detected position of the head and the headrest. DOO relative position is characterized in that it comprises a control means for outputting a control signal for controlling the position of the headrest so as to have a predetermined positional relationship.
第3発明に係るヘッドレスト制御装置は、ヘッドレストの位置調整が可能な所定の調整可能範囲内に、検出された頭部の位置があるか否かを判定する判定手段を備え、前記制御手段は、前記判定手段が調整可能範囲内にあると判定した場合、前記ヘッドレストの位置を制御する制御信号を出力する手段と、前記判定手段が調整可能範囲外にあると判定した場合、前記制御信号の出力を停止させる手段とを備えることを特徴とする。 A headrest control device according to a third aspect of the present invention includes a determination unit that determines whether or not the detected head position is within a predetermined adjustable range in which the position of the headrest can be adjusted. When it is determined that the determination means is within the adjustable range, a means for outputting a control signal for controlling the position of the headrest, and when the determination means is determined to be outside the adjustable range, the control signal is output. Means for stopping the operation.
第4発明に係るヘッドレスト装置は、車両シートに着座した乗員の頭部の後傾を抑止するヘッドレストを備え、該ヘッドレストの位置を制御するように構成してあるヘッドレスト装置において、乗員を撮像する遠赤外線撮像装置と、該遠赤外線撮像装置が撮像して得た遠赤外画像に基づいて、乗員の頭部の位置を検出する手段と、前記ヘッドレストの位置を検出する手段と、検出された頭部及び前記ヘッドレストの位置に基づいて、頭部及び前記ヘッドレストの相対位置が所定の位置関係になるように前記ヘッドレストの位置を制御する制御手段とを備えることを特徴とする。 A headrest device according to a fourth aspect of the present invention is a headrest device that includes a headrest that suppresses backward tilting of the head of an occupant seated in a vehicle seat, and is configured to control the position of the headrest. Infrared imaging device, means for detecting position of occupant's head based on far-infrared image obtained by imaging by far-infrared imaging device, means for detecting position of said headrest, and detected head And a control means for controlling the position of the headrest so that the relative position of the head and the headrest is in a predetermined positional relationship based on the position of the headrest and the headrest.
第5発明に係るヘッドレスト制御方法は、車両シートに着座した乗員の頭部の後傾を抑止するヘッドレストの位置制御を行うヘッドレスト制御方法において、乗員を遠赤外線にて撮像するステップと、撮像して得た遠赤外画像に基づいて、乗員の頭部の位置を検出するステップと、前記ヘッドレストの位置を検出するステップと、検出された頭部及び前記ヘッドレストの位置に基づいて、頭部及び前記ヘッドレストの相対位置が所定の位置関係になるように前記ヘッドレストの位置を制御するステップとを有することを特徴とする。 A headrest control method according to a fifth aspect of the present invention is a headrest control method for controlling the position of a headrest that suppresses rearward tilting of the head of an occupant seated in a vehicle seat. Based on the obtained far-infrared image, the step of detecting the position of the head of the occupant, the step of detecting the position of the headrest, the head and the position of the headrest based on the detected head and the position of the headrest And controlling the position of the headrest so that the relative position of the headrest is in a predetermined positional relationship.
第1、第4及び第5発明にあっては、遠赤外線撮像装置が乗員を撮像し、撮像して得た遠赤外画像に基づいて頭部の位置を検出する。遠赤外線にて乗員を撮像することにより、昼夜を問わず、また外乱光の影響を受けることなく、乗員の頭部の鮮明な画像を得ることができ、頭部の位置を正確に検出することができる。
そして、ヘッドレストの位置を示す情報を取得して、ヘッドレストの位置を検出する。ヘッドレストは遠赤外線を十分に発しないため、遠赤外画像ではヘッドレストの位置を検出できないためである。
次いで、検出された頭部とヘッドレストとの相対位置が所定の位置関係、つまり頭部の後傾を抑止することができる位置関係になるようにヘッドレストの位置を制御する。以上の処理によって、昼夜を問わず、また外乱光の影響を受けないヘッドレストの位置制御が可能になる。
なお、本発明に係るヘッドレスト制御装置における遠赤外線撮像装置は必須の構成要件ではなく、ヘッドレスト制御装置には、遠赤外線撮像装置を備えたヘッドレスト制御装置と、遠赤外線撮像装置を備えないヘッドレスト制御装置とが含まれる。
In the first, fourth and fifth inventions, the far-infrared imaging device images the occupant and detects the position of the head based on the far-infrared image obtained by imaging. By imaging the occupant with far-infrared rays, it is possible to obtain a clear image of the occupant's head day and night and without being affected by ambient light, and to accurately detect the position of the head. Can do.
And the information which shows the position of a headrest is acquired, and the position of a headrest is detected. This is because the headrest does not emit far infrared rays sufficiently, and the position of the headrest cannot be detected from the far infrared image.
Next, the position of the headrest is controlled such that the detected relative position between the head and the headrest is a predetermined positional relationship, that is, a positional relationship that can prevent the head from tilting backward. Through the above processing, it is possible to control the position of the headrest regardless of whether it is daytime or nighttime, and is not affected by ambient light.
The far-infrared imaging device in the headrest control device according to the present invention is not an indispensable constituent element. The headrest control device includes a headrest control device including the far-infrared imaging device and a headrest control device not including the far-infrared imaging device. And are included.
第2発明にあっては、複数の遠赤外線撮像装置が乗員の頭部を撮像する。複数の遠赤外線撮像装置にて乗員を撮像することにより、実空間における頭部及びヘッドレストの位置を検出することができる。また、遠赤外線にて乗員を撮像することにより、昼夜を問わず、また外乱光の影響を受けることなく、乗員の頭部の鮮明な画像を得ることができ、頭部の位置を正確に検出することができる。
次いで、一方の遠赤外画像からエッジを抽出する。単純な閾値処理では低温のヘッドレストを検出できない場合があるが、エッジを抽出することにより、ヘッドレストの輪郭を検出することは可能である。但し、抽出されたエッジには、頭部のエッジとヘッドレストのエッジとが混在している状態である。
そこで、連結した複数のエッジ点からなるエッジグループを含む画像領域を複数の小領域に分割し、各小領域に対応する対応領域を他方の遠赤外画像から特定し、小領域と対応領域との視差が略等しい画像領域を特定する。特定された画像領域は、夫々頭部及びヘッドレストの候補と考えられ、特定された画像領域から頭部及びヘッドレストを検出することができる。
次いで、検出された頭部とヘッドレストとの相対位置が所定の位置関係、つまり頭部の後傾を抑止することができる位置関係になるようにヘッドレストの位置を制御する。以上の処理によって、昼夜を問わず、また外乱光の影響を受けないヘッドレストの位置制御が可能になる。
In the second invention, the plurality of far-infrared imaging devices image the occupant's head. By imaging the occupant with a plurality of far-infrared imaging devices, the position of the head and the headrest in real space can be detected. In addition, by imaging the occupant with far-infrared rays, a clear image of the occupant's head can be obtained regardless of day or night, and without being affected by ambient light, and the position of the head can be accurately detected. can do.
Next, an edge is extracted from one far-infrared image. Although simple threshold processing may not be able to detect a low-temperature headrest, it is possible to detect the contour of the headrest by extracting an edge. However, the extracted edge is a state in which the edge of the head and the edge of the headrest are mixed.
Therefore, an image region including an edge group composed of a plurality of connected edge points is divided into a plurality of small regions, a corresponding region corresponding to each small region is identified from the other far-infrared image, and the small region and the corresponding region An image region having substantially the same parallax is identified. The identified image region is considered as a candidate for the head and the headrest, and the head and the headrest can be detected from the identified image region.
Next, the position of the headrest is controlled such that the detected relative position between the head and the headrest is a predetermined positional relationship, that is, a positional relationship that can prevent the head from tilting backward. Through the above processing, it is possible to control the position of the headrest regardless of whether it is daytime or nighttime, and is not affected by ambient light.
第3発明にあっては、頭部の位置がヘッドレストの位置調整が可能な所定の調整可能範囲内にあるか否かを判定する。頭部が調整可能範囲内にない場合にヘッドレストが無理に移動すると、むち打ち傷害を助長する虞がある。そこで、制御手段は、頭部が調整可能範囲内に位置していると判定された場合、ヘッドレストを移動させ、位置調整範囲内にないと判定された場合、ヘッドレストの移動を停止させる。従って、ヘッドレストの無駄な動作を省くことができる。 In the third invention, it is determined whether or not the position of the head is within a predetermined adjustable range in which the position of the headrest can be adjusted. If the headrest moves forcibly when the head is not within the adjustable range, there is a risk of promoting whiplash injury. Therefore, the control means moves the headrest when it is determined that the head is located within the adjustable range, and stops the movement of the headrest when it is determined that the head is not within the position adjustment range. Therefore, useless operation of the headrest can be omitted.
本発明によれば、遠赤外線撮像装置にて乗員の頭部を撮像して、頭部の位置を検出することにより、昼夜を問わず、また外乱光の影響を受けることなくヘッドレストの位置制御を行うことができる。 According to the present invention, the position of the headrest can be controlled regardless of daytime or nighttime by detecting the head position of the occupant with the far-infrared imaging device and detecting the position of the head. It can be carried out.
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1に係るヘッドレスト装置を概念的に示す説明図、図2はヘッドレスト装置の構成を示すブロック図である。本発明の実施の形態1に係るヘッドレスト装置は、遠赤外線にて、乗員Aの頭部Bの位置を検出することにより、昼夜を問わず、また外乱光の影響を受けることなくヘッドレスト21の位置制御を行うことを可能にしたものである。ヘッドレスト装置は、後突時における頭部Bの後傾を抑止するヘッドレスト21と、ヘッドレスト21を移動させる前後動駆動部22及び上下動駆動部23と、ヘッドレスト21の位置を検出するヘッドレスト位置検出部5と、各構成部の動作を制御するヘッドレスト制御装置1とを備えている。
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings illustrating embodiments thereof.
(Embodiment 1)
FIG. 1 is an explanatory diagram conceptually showing a headrest device according to
ヘッドレスト21は、枕状をなし、分離移動可能なヘッドレスト前半体21bとヘッドレスト後半体21aとから構成されている。ヘッドレスト後半体21aの下部には下方へ突出した一対の連結脚24が設けられており、連結脚24は車両シート25の背もたれ部分の上端部に進退可能に挿嵌している。また、ヘッドレスト21は、ヘッドレスト後半体21a及びヘッドレスト前半体21bを連結し、ヘッドレスト前半体21bをヘッドレスト後半体21aに対して前後方向へ移動させるリンク機構を備えている。なお、前後方向は、車両の前方及び後方を意味している。
The
前後動駆動部22は、リンク機構を駆動する図示しないモータ、モータ駆動回路等を備えており、モータの回転力によってヘッドレスト前半体21bを前後方向に移動させる。
上下動駆動部23は、連結脚24を上下方向へ移動させる歯車機構、モータ、モータ駆動回路等を備えており、モータの回転力によってヘッドレスト21を上下方向に移動させる。
The forward /
The vertical
図3は、ヘッドレスト21の移動状態を概念的に示す説明図である。図3(a)は、白抜き矢印で示すように、ヘッドレスト21が上下移動した状態を示している。初期位置にあるヘッドレスト21は二点鎖線で示されており、上下動駆動部23が駆動した場合、連結脚24と共にヘッドレスト21が上方へ移動する。初期位置から上方へ移動したヘッドレスト21は実線で示されている。
図3(b)は、ヘッドレスト21が前後移動した状態を示している。初期位置にあるヘッドレスト21、特にヘッドレスト前半体21bは二点鎖線で示されており、前後動駆動部22が駆動した場合、白抜き矢印で示すように、ヘッドレスト前半体21bは前方へ移動する。初期位置から前方へ移動したヘッドレスト前半体21bは実線で示されている。
FIG. 3 is an explanatory diagram conceptually showing the moving state of the
FIG. 3B shows a state in which the
ヘッドレスト制御装置1は、車両シート25に着座した乗員Aを撮像する制御装置11及び遠赤外線撮像装置12を備えている。
The
図4は、遠赤外線撮像装置12の構成を示すブロック図である。遠赤外線撮像装置12は、車室内の適宜箇所に設置されており、乗員Aを側面から撮像することができる姿勢で固定されている。
FIG. 4 is a block diagram illustrating a configuration of the far
遠赤外線撮像装置12は撮像部12a、信号処理部12b、一時記憶用の画像メモリ12c及び映像出力部12dを備えており、各構成部は配線12eにて接続されている。
The far-
撮像部12aは、遠赤外線透過性のレンズを備えている。該レンズの背面側には波長が7〜14μmの遠赤外線にて乗員Aを撮像、つまりレンズにて結像した像を輝度信号に光電変換する遠赤外線撮像素子、例えばサーモパイル、焦電素子、ボロメータがマトリクス状に配されている。撮像部12aは、連続的又は断続的に撮像処理を行い、例えば1秒当たり30枚の画像データ(画像フレーム)を生成して信号処理部12bへ出力する。
The
信号処理部12bは、輝度信号をデジタルの画像データにAD変換する。そして、信号処理部12bは、AD変換された画像データに対して各種補正処理を実行し、映像出力部12dに接続されたケーブルを介して該画像データを制御装置11へ送信する。
The
なお、画像を構成する各画素は、二次元に配列されており、画像データは、平面直角座標系にて示される各画素の位置、及び階調値として示される各画素の輝度を示すデータ(輝度値)を含んでいる。 Note that each pixel constituting the image is two-dimensionally arranged, and the image data is data indicating the position of each pixel indicated by a plane rectangular coordinate system and the luminance of each pixel indicated as a gradation value ( Brightness value).
図5は、制御装置11の構成を示すブロック図である。制御装置11は、CPU11a、画像メモリ11b、RAM11c、映像入力部11d、及び通信インタフェース部11eを備えている。
FIG. 5 is a block diagram illustrating a configuration of the
映像入力部11dには、ケーブルを介して遠赤外線撮像装置12が接続されており、遠赤外線撮像装置12から送信された画像データの入力を行う。映像入力部11dに入力された画像データは、1フレーム単位で順に画像メモリ11bに記憶される。
The far-
通信インタフェース部11eには、前後動駆動部22、上下動駆動部23、ヘッドレスト位置検出部5、及び後突判断部3が接続されている。
The communication interface unit 11e is connected to the
ヘッドレスト位置検出部5は、ヘッドレスト21の位置を検出し、ヘッドレスト21の位置を示す情報をCPU11aに与える。例えば、ヘッドレスト位置検出部5は、車両シート25の位置を検出するセンサと、車両シート25に対するヘッドレスト後半体21aの位置を検出するセンサと、ヘッドレスト後半体21aに対するヘッドレスト前半体21bの位置を検出するセンサとを備えており、各センサの検出結果に基づいて、ヘッドレスト21、特にヘッドレスト前半体21bの位置を検出するように構成されている。
The headrest
後突判断部3には後方車両の位置及び相対速度を検出するミリ波レーダ4が接続されており、後突判断部3はミリ波レーダ4にて検出された後方車両の位置及び相対速度に基づいて後突の可能性の有無を判断する。後突判断部3は、後突の可能性ありと判断した場合、後突信号を制御装置11へ出力する。
なお、後方車両の位置及び相対速度を検出する装置としてミリ波レーダ4を例示したが、ミリ波レーダ4に代えてレーザーレーダ、超音波センサ、可視カメラ、赤外線カメラ等を用いても良い。
The rear
Although the
図6及び図7は、ヘッドレスト21の駆動に係るCPU11aの処理手順を示すフローチャートである。CPU11aは、衝突信号の受信にかかわらず、遠赤外線撮像装置12から送信された画像データを常時取得し、取得した画像データを画像メモリ11bに書き込むことによって画像データの内容を常に最新のものに更新している。CPU11aは、後突判断部3が後突の可能性があることを示す後突信号を受信した場合、画像メモリ11bから画像データを読み出す(ステップS11)。
6 and 7 are flowcharts showing a processing procedure of the CPU 11a related to driving of the
図8は、遠赤外画像を概念的に示す説明図である。X軸は、遠赤外画像の水平方向を示しており、Y軸は、遠赤外画像の垂直方向を示している。ハッチングが付された円形部分は頭部Bの画像であり、一点鎖線で示された略矩形部分はヘッドレスト21を示している。頭部Bの温度は周囲温度に比べて高いため、車両シート25に乗員Aが着座している場合、頭部Bが明瞭に撮像される。しかし、ヘッドレスト21の温度は周辺温度と略同一であるため、ヘッドレスト21は明瞭に撮像されない。
FIG. 8 is an explanatory diagram conceptually showing a far-infrared image. The X axis indicates the horizontal direction of the far infrared image, and the Y axis indicates the vertical direction of the far infrared image. A circular portion with hatching is an image of the head B, and a substantially rectangular portion indicated by a one-dot chain line indicates the
次いで、CPU11aは、読み出した画像データに基づいて、遠赤外画像における頭部B位置の座標を算出する(ステップS12)。 Next, the CPU 11a calculates the coordinates of the head B position in the far-infrared image based on the read image data (step S12).
図9は、遠赤外画像における頭部B及びヘッドレスト21の位置を概念的に示す説明図、図10はヘッドレストの移動状態を概念的に示す説明図である。図9(a)は、X軸方向、つまり車両の前後方向における頭部B位置及びヘッドレスト21位置の座標を示しており、図9(b)は、Y軸方向、つまり車両の上下方向における頭部B位置及びヘッドレスト位置の座標を示している。CPU11aは、例えば閾値処理によって頭部Bの画像領域を抽出し、射影演算によって頭部BのX軸方向における右端、即ち頭部Bの後端位置の座標x1を算出する。また、CPU11aは、射影演算によって頭部BのY軸方向における上端位置の座標y1を算出する。
FIG. 9 is an explanatory diagram conceptually showing the positions of the head B and the
次いで、CPU11aは、ヘッドレスト21の位置情報を取得し(ステップS13)、遠赤外画像におけるヘッドレスト21位置の座標を算出する(ステップS14)。CPU11aは、図9に示すように、例えば遠赤外画像におけるヘッドレスト21の位置、特にX軸方向におけるヘッドレスト21左端、即ちヘッドレスト21の前方端の位置の座標x2を算出する。また、CPU11aは、ヘッドレスト21の上端位置の座標y2を算出する。
Next, the CPU 11a acquires the position information of the headrest 21 (step S13), and calculates the coordinates of the position of the
次いで、CPU11aは、算出された頭部Bがヘッドレスト21の調整可能範囲にあるか否かを判定する(ステップS15)。調整可能範囲内にあるか否かを判定するための情報はCPU11aが記憶している。調整可能範囲外にあると判定した場合(ステップS15:NO)、CPU11aは、駆動制御信号の出力を停止させ、前後動駆動部22及び上下動駆動部23によるヘッドレスト21の移動を停止させ(ステップS16)、処理を終える。
Next, the CPU 11a determines whether or not the calculated head B is within the adjustable range of the headrest 21 (step S15). The CPU 11a stores information for determining whether or not it is within the adjustable range. When it is determined that it is outside the adjustable range (step S15: NO), the CPU 11a stops the output of the drive control signal, and stops the movement of the
調整可能範囲内にあると判定した場合(ステップS15:YES)、CPU11aは、X軸方向、つまり前後方向における頭部B及びヘッドレスト21の相対距離Δx=|x1−x2|が所定の閾値範囲内であるか否かを判定する(ステップS17)。所定の閾値範囲外であると判定した場合(ステップS17:NO)、CPU11aは、前後動駆動部22に対して駆動制御信号を出力することによって前後動駆動部22を駆動させ、ヘッドレスト21を前方に移動させる(ステップS18)。
When it is determined that it is within the adjustable range (step S15: YES), the CPU 11a has the relative distance Δx = | x1-x2 | between the head B and the
所定の閾値範囲内であると判定した場合(ステップS17:YES)、CPU11aは、前後動駆動部22の動作を停止させる(ステップS19)。 When it determines with it being in a predetermined threshold range (step S17: YES), CPU11a stops operation | movement of the back-and-forth movement drive part 22 (step S19).
ステップS18又はステップS19の処理を終えた場合、CPU11aは、Y軸方向、つまり上下方向における頭部B及びヘッドレスト21の相対距離Δy=|y1−y2|が所定の閾値範囲内であるか否かを判定する(ステップS20)。所定の閾値範囲内であると判定した場合(ステップS20:YES)、CPU11aは、上下動駆動部23の動作を停止させ(ステップS21)、処理を終える。
When the processing of step S18 or step S19 is completed, the CPU 11a determines whether or not the relative distance Δy = | y1-y2 | between the head B and the
|y1−y2|が所定の閾値範囲内にないと判定した場合(ステップS20:NO)、CPU11aは、(y1−y2)が所定の閾値以上であるか否かを判定する(ステップS22)。(y1−y2)が閾値以上であると判定した場合(ステップS22:YES)、CPU11aは、上下動駆動部23に対して駆動制御信号を出力することによって、図9(b)に示すように、上下動駆動機構を駆動させ、ヘッドレスト21を上方に移動させ(ステップS23)、処理を終える。(y1−y2)が閾値以上でないと判定した場合(ステップS22:NO)、CPU11aは、上下動駆動部23に対して駆動制御信号を出力することによって上下動駆動部23を駆動させ、ヘッドレスト21を下方に移動させ(ステップS24)、処理を終える。
If it is determined that | y1-y2 | is not within the predetermined threshold range (step S20: NO), the CPU 11a determines whether (y1-y2) is equal to or greater than the predetermined threshold (step S22). When it is determined that (y1-y2) is equal to or greater than the threshold (step S22: YES), the CPU 11a outputs a drive control signal to the vertical
上述の処理によって、ヘッドレスト前半体21bは、図10に示すように頭部Bの後側まで移動し、衝突時の頭部Bの後傾を効果的に抑止することができる。
By the above-described processing, the
本実施の形態1にあっては、遠赤外線撮像装置12にて乗員Aを撮像して頭部Bの位置を検出する構成であるため、昼夜を問わず、また外乱光の影響を受けることなくヘッドレスト21の位置制御を行うことができる。
In this
また、調整可能範囲内に頭部Bが位置していない場合は、ヘッドレスト21の動作を禁止するように構成してあるため、ヘッドレスト21の無駄な動作を省くことができる。
In addition, when the head B is not located within the adjustable range, the operation of the
なお、実施の形態1にあっては、遠赤外線撮像装置及び制御装置にてヘッドレスト制御装置を構成してあるが、遠赤外線撮像装置に制御装置を内蔵するように構成しても良い。 In the first embodiment, the headrest control device is configured by the far infrared imaging device and the control device. However, the far infrared imaging device may be configured to incorporate the control device.
また、乗員を側面から撮像するように構成してあるが、遠赤外線撮像装置の取り付け姿勢はこれに限定されない。例えば車両の天井側から乗員を撮像するように構成しても良い。 Moreover, although it has comprised so that a passenger | crew may be imaged from a side surface, the attachment attitude | position of a far-infrared imaging device is not limited to this. For example, you may comprise so that a passenger | crew may be imaged from the ceiling side of a vehicle.
(実施の形態2)
図11は、本発明の実施の形態2に係るヘッドレスト装置を概念的に示す説明図である。本発明の実施の形態2に係るヘッドレスト装置は、実施の形態1に係るヘッドレスト装置同様、ヘッドレスト制御装置1、ヘッドレスト21、前後動駆動部22、上下動駆動部23、後突判断部3、及びミリ波レーダ4を備えている。本実施の形態2に係るヘッドレスト装置は、ヘッドレスト21の位置を遠赤外画像に基づいて検出するように構成した点が実施の形態1に係るヘッドレスト装置と異なるため、以下では主に上記相違点を説明する。
(Embodiment 2)
FIG. 11 is an explanatory diagram conceptually showing the headrest device according to the second embodiment of the present invention. As with the headrest device according to the first embodiment, the headrest device according to the second embodiment of the present invention includes the
本実施の形態2に係るヘッドレスト装置は、ヘッドレスト前半体21bの適宜箇所、例えば上端部及び前面部に設けられた発熱体26,27を備えている。
遠赤外線撮像装置12は、車両シート25に着座した乗員Aの頭部B及びヘッドレスト前半体21bに設けられた発熱体26,27を撮像できる姿勢で固定されている。
The headrest device according to the second embodiment includes
The far-
図12は、頭部B及び発熱体26,27を撮像して得られた遠赤外画像を概念的に示す説明図である。ハッチングが付された円形部分は頭部Bの画像であり、黒丸部分は発熱体26,27の画像である。頭部B及び発熱体26,27の温度は周囲温度に比べて高いため、車両シート25に乗員Aが着座している場合、頭部B及び発熱体26,27は明瞭に撮像される。
FIG. 12 is an explanatory diagram conceptually showing a far-infrared image obtained by imaging the head B and the
CPU11aは、後突信号を受信した場合、遠赤外画像を取得し、取得した遠赤外画像を2値化することによって頭部B及び発熱体26,27を抽出する。そして、CPU11aは、射影演算によって頭部Bの位置を検出する。また、CPU11aは、発熱体26,27の位置に基づいてヘッドレスト前半体21bの位置を特定する。以下、図6に示したステップS15〜24の処理と同様の処理を実行することによって、ヘッドレスト21の位置制御を行う。
When the CPU 11a receives a rear collision signal, the CPU 11a acquires a far-infrared image, and extracts the head B and the
本実施の形態2にあっては、ヘッドレスト21の位置を示す情報を外部のセンサによって検出する必要がなく、頭部B及びヘッドレスト21の位置を遠赤外画像から算出し、ヘッドレスト21の位置制御を行うことができる。
In the second embodiment, it is not necessary to detect information indicating the position of the
なお、実施の形態2にあっては、ヘッドレスト前半体の上端部及び前面部に点状の発熱体を設けているが、ヘッドレストの位置を検出することができれば、発熱体の配置、形状、個数はこれに限定されない。 In the second embodiment, dot-like heating elements are provided on the upper end portion and the front surface portion of the headrest front half. However, if the position of the headrest can be detected, the arrangement, shape, and number of heating elements are determined. Is not limited to this.
実施の形態2に係るヘッドレスト装置、ヘッドレスト制御装置1、及びヘッドレスト制御方法の他の構成、作用及び効果は、実施の形態1に係るヘッドレスト装置等の構成と同様であるため、対応する箇所には同様の符号を付してその詳細な説明を省略する。
The other configurations, operations, and effects of the headrest device, the
(実施の形態3)
図13は、本発明の実施の形態3に係るヘッドレスト装置を概念的に示す説明図、図14は、実施の形態3に係るヘッドレスト装置の構成を示すブロック図である。本発明の実施の形態3に係るヘッドレスト装置は、実施の形態1に係るヘッドレスト装置同様、ヘッドレスト制御装置301、ヘッドレスト21、前後動駆動部22、上下動駆動部23、後突判断部3、及びミリ波レーダ4を備えている。本実施の形態3に係るヘッドレスト装置は、ステレオ視で撮像された複数の遠赤外画像に基づいて、頭部B及びヘッドレスト21の位置を検出するように構成した点が実施の形態1に係るヘッドレスト装置と異なるため、以下では主に上記相違点を説明する。
(Embodiment 3)
FIG. 13 is an explanatory diagram conceptually showing the headrest device according to the third embodiment of the present invention, and FIG. 14 is a block diagram showing the configuration of the headrest device according to the third embodiment. As with the headrest device according to the first embodiment, the headrest device according to the third embodiment of the present invention includes a
本発明の実施の形態3に係るヘッドレスト装置は、三角測量の原理によって頭部B及びヘッドレスト21の位置を検出すべく2基の遠赤外線撮像装置312a,312bを備えている。遠赤外線撮像装置312a,312bは、車両シート25に着座した乗員Aの頭部B及びヘッドレスト21を正面側から撮像することができる姿勢で固定されている。
CPU11aは、後突信号を受信した場合、遠赤外線撮像装置312a,312bが撮像して得た各遠赤外画像を取得し、各遠赤外画像から頭部B及びヘッドレスト21を検出する。以下、頭部B及びヘッドレスト21の検出方法を説明する。
The headrest device according to the third embodiment of the present invention includes two far-
When receiving the rear collision signal, the CPU 11a acquires the far infrared images obtained by the far
図15は、物体検出に係るCPU11aの処理手順の詳細を示すフローチャート、図16及び図17は物体の検出方法を概念的に示す説明図である。CPU11aは、一方の遠赤外線撮像装置312aから取得した遠赤外画像(以下、基準画像という)に対してエッジ抽出処理を実行する(ステップS31)。具体的には、CPU11aは、エッジ抽出オペレータによるフィルタ処理、閾値処理によってエッジを抽出する。なお、エッジ抽出オペレータは、縦方向のエッジを抽出するプルューウィット・オペレータが好適である。
FIG. 15 is a flowchart showing details of the processing procedure of the CPU 11a related to object detection, and FIGS. 16 and 17 are explanatory diagrams conceptually showing a method of detecting an object. The CPU 11a performs edge extraction processing on the far-infrared image (hereinafter referred to as a reference image) acquired from one far-
図16(a)は、エッジ抽出処理にて得られたエッジ画像を概念的に示した説明図である。Xは遠赤外画像の水平方向を示しており、Yは遠赤外画像の垂直方向を示している。エッジ画像は、2値画像であり、エッジ画像を構成する各画素は、エッジを有する部分で1、エッジを有しない部分で0の値を有する。以下、エッジ画像において値が1の画素をエッジ点という。 FIG. 16A is an explanatory diagram conceptually showing an edge image obtained by the edge extraction process. X indicates the horizontal direction of the far infrared image, and Y indicates the vertical direction of the far infrared image. The edge image is a binary image, and each pixel constituting the edge image has a value of 1 at a portion having an edge and 0 at a portion having no edge. Hereinafter, a pixel having a value of 1 in the edge image is referred to as an edge point.
次いで、CPU11aは、隣接する複数のエッジ点、例えば8連結した複数のエッジ点からなるエッジグループを特定する(ステップS32)。この段階では、頭部Bのエッジとヘッドレスト21のエッジとが混在した状態で、一のエッジグループとして特定されている。以下、頭部Bとヘッドレスト21とを弁別する処理を実行する。
そして、CPU11aは、エッジグループに外接する矩形領域を設定し、設定した矩形領域を所定サイズ(例えば、4×4画素)のブロックに分割する(ステップS33)。なお、ブロックのサイズは一例であり、4×4画素に限定されない。
Next, the CPU 11a specifies an edge group composed of a plurality of adjacent edge points, for example, a plurality of edge points connected by 8 (step S32). At this stage, the edge of the head B and the edge of the
Then, the CPU 11a sets a rectangular area circumscribing the edge group, and divides the set rectangular area into blocks of a predetermined size (for example, 4 × 4 pixels) (step S33). The block size is an example and is not limited to 4 × 4 pixels.
図16(b)は、ブロック分割されたエッジ画像を概念的に示す説明図である。エッジグループは、8×7=56個のブロックに分割されている。なお、作図及び説明の便宜上、ブロックサイズを大きく描いている。 FIG. 16B is an explanatory diagram conceptually showing an edge image divided into blocks. The edge group is divided into 8 × 7 = 56 blocks. For convenience of drawing and explanation, the block size is drawn large.
そして、CPU11aは、エッジを含むブロックをエッジ領域として特定する(ステップS34)。次いで、CPU11aは三角測量にて各エッジ領域までの距離を算出すべく、他の遠赤外線撮像装置312bにて撮像された遠赤外画像において、エッジ領域に対応する対応領域を特定する(ステップS35)。以下、遠赤外線撮像装置312bにて撮像された遠赤外画像を参照画像という。
And CPU11a specifies the block containing an edge as an edge area | region (step S34). Next, the CPU 11a specifies a corresponding region corresponding to the edge region in the far-infrared image captured by the other far-
具体的には、CPU11aはエッジ領域と同一サイズの領域(参照領域)を参照領域内、特に一点鎖線で示したエピポーラ線上の一点に設定し、参照領域と基準領域との相関値Rを算出する。また、CPU11aは、同様の処理をエピポーラ線上の他の各点についても実行し、相関値Rが最大となったエピポーラ線上の点を対応領域の位置として特定する。相関値Rの算出は、例えば式1に基づいて行う。
Specifically, the CPU 11a sets a region (reference region) having the same size as the edge region in the reference region, particularly a point on the epipolar line indicated by a one-dot chain line, and calculates a correlation value R between the reference region and the reference region. . Further, the CPU 11a performs the same process for each other point on the epipolar line, and specifies the point on the epipolar line where the correlation value R is maximized as the position of the corresponding region. The correlation value R is calculated based on
ここで、Nはエッジ領域及び参照領域における総画素数、kは0からN−1までの整数、Fkはエッジ領域内におけるk番目の画素の画素値、Gkは参照領域におけるk番目の画素の画素値、Rは相関値を表す。なお、相関値の算出方法は、これに限定されるものではなく、絶対差分総和法、正規化相互相関法等他の方法であってもよい。 Here, N is the total number of pixels in the edge region and the reference region, k is an integer from 0 to N−1, F k is the pixel value of the k th pixel in the edge region, and G k is the k th pixel in the reference region. The pixel value of the pixel, R represents the correlation value. Note that the correlation value calculation method is not limited to this, and other methods such as an absolute difference sum method, a normalized cross-correlation method, and the like may be used.
次いで、CPU11aは、各エッジ領域と対応領域との視差を算出する(ステップS36)。視差は、遠赤外画像におけるエッジ領域又は対応領域の座標に基づいて算出することができる。 Next, the CPU 11a calculates the parallax between each edge region and the corresponding region (step S36). The parallax can be calculated based on the coordinates of the edge region or the corresponding region in the far-infrared image.
次いで、CPU11aは、各エッジ領域の視差の差を第1閾値、例えば2と比較し、視差の差が第1閾値よりも小さいエッジ領域同士をグループ化することによって、新たなエッジグループを再特定する(ステップS37)。ステップS37の処理によって、頭部Bのエッジからなるエッジグループと、ヘッドレスト21のエッジからなるエッジグループとが弁別されて再特定される。
そして、CPU11aは、再特定された画像領域から、縦横比、所定形状との相関等の特徴量を算出することによって、頭部B及びヘッドレスト21を検出し(ステップS38)、物体検出に係る処理を終える。
Next, the CPU 11a compares the parallax difference of each edge area with a first threshold, for example 2, and re-specifies a new edge group by grouping edge areas where the parallax difference is smaller than the first threshold. (Step S37). By the process of step S37, the edge group consisting of the edge of the head B and the edge group consisting of the edge of the
Then, the CPU 11a detects the head B and the
図17は、再特定されたエッジグループを概念的に示す説明図である。ハッチングが付された小領域はエッジを含むエッジ領域であり、異なる斜方向のハッチングが付された小領域は夫々異なるエッジグループに属していることを示している。ステップS37の処理によって、視差が異なる頭部Bのエッジ部分と、ヘッドレスト21のエッジ部分とは異なるエッジグループとして再特定される。
FIG. 17 is an explanatory diagram conceptually showing the re-specified edge group. The small areas with hatching are edge areas including edges, and the small areas with hatching in different oblique directions belong to different edge groups. By the process of step S37, the edge part of the head B having different parallax and the edge part of the
CPU11aは、特定された頭部Bのエッジ領域の視差の平均値を算出することによって、実空間における頭部Bの位置を算出することができる。同様にして、ヘッドレスト21のエッジ領域の視差の平均値を算出することによって、実空間におけるヘッドレスト21位置の座標を算出することができる。
以下、図6に示したステップS15〜24の処理と同様の処理を実行することによって、ヘッドレスト21の位置制御を行う。
The CPU 11a can calculate the position of the head B in the real space by calculating the average value of the parallax of the identified edge region of the head B. Similarly, by calculating the average value of the parallax of the edge region of the
Hereinafter, the position control of the
本実施の形態3にあっては、実施の形態2のようにヘッドレスト21に発熱体を備える必要がなく、ヘッドレスト21及び頭部Bの位置を遠赤外画像から直接検出して、ヘッドレスト21の位置制御を行うことができる。
In the third embodiment, it is not necessary to provide a heating element in the
実施の形態3に係るヘッドレスト装置、ヘッドレスト制御装置、及びヘッドレスト制御方法の他の構成、作用及び効果は、実施の形態1に係るヘッドレスト装置等の構成と同様であるため、対応する箇所には同様の符号を付してその詳細な説明を省略する。 Other configurations, operations, and effects of the headrest device, the headrest control device, and the headrest control method according to the third embodiment are the same as the configuration of the headrest device and the like according to the first embodiment. The detailed description is abbreviate | omitted.
なお、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 It should be understood that the embodiment disclosed this time is illustrative in all respects and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the meanings described above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
1,301 ヘッドレスト制御装置
3 後突判断部
4 ミリ波レーダ
5 ヘッドレスト位置検出部
11 制御装置
11a CPU
12,312a,312b 遠赤外線撮像装置
21 ヘッドレスト
21a ヘッドレスト後半体
21b ヘッドレスト前半体
22 前後動駆動部
23 上下動駆動部
24 連結脚
25 車両シート
A 乗員
B 頭部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,301
12, 312a, 312b Far-
Claims (5)
遠赤外線撮像装置が撮像して得た遠赤外画像に基づいて、乗員の頭部の位置を検出する手段と、
前記ヘッドレストの位置を示す位置情報を取得する手段と、
検出された頭部の位置及び取得した位置情報が示すヘッドレストの位置に基づいて、頭部及び前記ヘッドレストの相対位置が所定の位置関係になるように前記ヘッドレストの位置を制御する制御信号を出力する制御手段と
を備えることを特徴とするヘッドレスト制御装置。 In the headrest control device for controlling the position of the headrest that suppresses the backward tilt of the head of the occupant seated on the vehicle seat,
Means for detecting the position of the head of the occupant based on the far-infrared image obtained by imaging by the far-infrared imaging device;
Means for acquiring position information indicating the position of the headrest;
Based on the detected position of the head and the position of the headrest indicated by the acquired position information, a control signal for controlling the position of the headrest is output so that the relative position of the head and the headrest is in a predetermined positional relationship. And a headrest control device.
一の遠赤外線撮像装置が撮像して得た遠赤外画像からエッジ点を抽出する手段と、
複数の連結したエッジ点からなるエッジグループを特定する手段と、
特定されたエッジグループを含む画像領域を複数の小領域に分割する手段と、
エッジ点を含む分割された小領域に対応する対応領域を、他の遠赤外線撮像装置が撮像して得た遠赤外画像から特定する手段と、
前記小領域及び対応領域の視差が略等しい画像領域を特定する手段と、
特定された該画像領域から頭部及び前記ヘッドレストを検出する手段と、
検出された頭部及び前記ヘッドレストの位置に基づいて、頭部及び前記ヘッドレストの相対位置が所定の位置関係になるように前記ヘッドレストの位置を制御する制御信号を出力する制御手段と
を備えることを特徴とするヘッドレスト制御装置。 In the headrest control device for controlling the position of the headrest that suppresses the backward tilt of the head of the occupant seated on the vehicle seat,
Means for extracting an edge point from a far-infrared image obtained by imaging by one far-infrared imaging device;
Means for identifying an edge group comprising a plurality of connected edge points;
Means for dividing an image region including the identified edge group into a plurality of small regions;
Means for identifying a corresponding region corresponding to a divided small region including an edge point from a far-infrared image obtained by imaging by another far-infrared imaging device;
Means for identifying an image area in which the parallax of the small area and the corresponding area are substantially equal;
Means for detecting the head and the headrest from the identified image region;
Control means for outputting a control signal for controlling the position of the headrest so that the relative position of the head and the headrest is in a predetermined positional relationship based on the detected position of the head and the headrest. A headrest control device.
前記制御手段は、
前記判定手段が調整可能範囲内にあると判定した場合、前記ヘッドレストの位置を制御する制御信号を出力する手段と、
前記判定手段が調整可能範囲外にあると判定した場合、前記制御信号の出力を停止させる手段と
を備えることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のヘッドレスト制御装置。 A determination unit that determines whether or not the position of the detected head is within a predetermined adjustable range in which the position of the headrest can be adjusted;
The control means includes
Means for outputting a control signal for controlling the position of the headrest when the determination means determines that the adjustment means is within the adjustable range;
The headrest control device according to claim 1, further comprising: a unit that stops outputting the control signal when the determination unit determines that the control unit is outside the adjustable range.
乗員を撮像する遠赤外線撮像装置と、
該遠赤外線撮像装置が撮像して得た遠赤外画像に基づいて、乗員の頭部の位置を検出する手段と、
前記ヘッドレストの位置を検出する手段と、
検出された頭部及び前記ヘッドレストの位置に基づいて、頭部及び前記ヘッドレストの相対位置が所定の位置関係になるように前記ヘッドレストの位置を制御する制御手段と
を備えることを特徴とするヘッドレスト装置。 In a headrest device comprising a headrest that suppresses backward tilting of the head of an occupant seated in a vehicle seat and configured to control the position of the headrest.
A far-infrared imaging device for imaging an occupant;
Means for detecting the position of the head of the occupant based on the far-infrared image obtained by imaging by the far-infrared imaging device;
Means for detecting the position of the headrest;
And a control means for controlling the position of the headrest so that the relative position of the head and the headrest is in a predetermined positional relationship based on the detected position of the head and the headrest. .
乗員を遠赤外線にて撮像するステップと、
撮像して得た遠赤外画像に基づいて、乗員の頭部の位置を検出するステップと、
前記ヘッドレストの位置を検出するステップと、
検出された頭部及び前記ヘッドレストの位置に基づいて、頭部及び前記ヘッドレストの相対位置が所定の位置関係になるように前記ヘッドレストの位置を制御するステップと
を有することを特徴とするヘッドレスト制御方法。 In a headrest control method for controlling the position of a headrest that suppresses backward tilting of the head of an occupant seated in a vehicle seat,
Imaging the occupant with far infrared,
Detecting the position of the head of the occupant based on the far-infrared image obtained by imaging;
Detecting the position of the headrest;
Controlling the position of the headrest based on the detected position of the head and the headrest so that the relative position of the head and the headrest is in a predetermined positional relationship. .
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