JP2010167860A - 車室内状態認識装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】シートベルトの装着状態をより正確に認識すること。
【解決手段】車室内に配設されたシートS1aと、シートS1aに着座する乗員を拘束するシートベルトB11を有する拘束部B1aと、を備え、シートベルトB11が、シートS1aに着座する乗員の肩部を拘束するショルダベルト部SBを有する車両Aの状態認識装置100であって、シートS1aよりも車両前後方向前方に配設され、シートS1aに着座する乗員に向けて近赤外線を照射する照射部10と、照射部10が照射した車室内を撮像する撮像部20と、撮像部20が撮像した画像に基づいて、シートベルトB11の装着状態を認識する認識部30と、を備え、認識部30が、ショルダベルト部SBの装着状態を認識することを特徴とする。
【選択図】図2

Description

本発明は、車室内の状態を認識する車室内状態認識装置に関するものである。
車室内の状態を認識する車室内状態認識装置として、例えば、特許文献1には、車室内に近赤外線を照射し、車室内をCCDカメラ等で撮像することにより乗員の着座位置や体格等を認識する技術が開示されている。また、特許文献2には、車室内に近赤外線を照射し、車室内を撮像してシートベルトのバックルに取り付けられたマークを認識することにより、シートベルトの装着状態を判定する技術が開示されている。
特開2007−198929号公報 特開2005−254949号公報
ここで、シートベルトの捻れ等の装着状態を認識するためには、シートやそのシートに着座する乗員とシートベルトとの識別を行う必要があるため、精度の高い画像処理を行う必要がある。
しかしながら、特許文献2に開示された技術は、シートベルトのバックルに取り付けられたマークを認識することにより、シートベルトの装着有無を認識するものであり、シートベルトの捻れ等の装着状態を認識することはできない。
従って、本発明の目的は、シートベルトの装着状態をより正確に認識することにある。
上記課題を解決するため、本発明においては、車室内に配設されたシートと、前記シートに着座する乗員を拘束するシートベルトを有する拘束手段と、を備え、前記シートベルトが、前記シートに着座する乗員の肩部を拘束するショルダベルト部を有する車両の状態認識装置であって、前記シートよりも車両前後方向前方に配設され、前記シートに着座する乗員に向けて近赤外線を照射する照射手段と、前記照射手段が照射した車室内を撮像する撮像手段と、前記撮像手段が撮像した画像に基づいて、前記シートベルトの装着状態を認識する認識手段と、を備え、前記認識手段が、前記ショルダベルト部の装着状態を認識することを特徴とする車両の状態認識装置が提供される。
本発明によれば、前記認識手段が、前記撮像手段が撮像した画像に基づいて、前記ショルダベルト部の装着状態を認識するため、シートベルトの装着状態をより正確に認識することができる。
また、本発明においては、前記ショルダベルト部の表面又は裏面の少なくともいずれかに設けられた識別部材を更に備えた構成であってもよい。この構成によれば、前記識別部材により前記ショルダベルト部の認識性を向上することができる。
また、本発明においては、前記識別部材は、前記表面に形成された第1識別パターンと、前記裏面に形成され、前記第1識別パターンとは異なる第2識別パターンと、を有しており、前記認識手段は、前記第1及び第2識別パターンを識別することにより、前記ショルダベルト部の装着状態を認識する構成であってもよい。この構成によれば、前記ショルダベルト部が捻れた状態を容易に認識することができる。
また、本発明においては、前記拘束手段は、前記シートベルトに沿って移動可能に設けられたタングと、前記車体側に設けられ、前記タングと係合するバックルと、を有しており、前記タングと前記バックルとの係合状態を検出する検出手段と、前記検出手段で検出された係合状態と前記認識手段で認識された前記ショルダベルト部の装着状態とに基づいて、前記シートベルトの装着状態を判定する判定手段と、を更に備えた構成であってもよい。この構成によれば、前記シートベルトの装着状態が適切であるか否かを判定することができる。
また、本発明においては、前記シートは、第1シートと、前記第1シートと車幅方向に並んで配設された第2シートと、を有しており、前記拘束手段は、前記第1及び第2シートにそれぞれ配設され、前記バックルは、前記第1シートと前記第2シートとの間にそれぞれ配設され、前記判定手段は、前記第1又は第2シートのタングが、前記第1又は第2シートのバックルに対応して装着されているか否かを判定する構成であってもよい。この構成によれば、前記判定手段は、前記第1又は第2シートのタングが、前記第1又は第2シートのバックルに対応して適切に装着されているか否かを判定することができる。
また、本発明においては、前記拘束手段は、車体内側部に配設され、前記シートベルトを巻き取る巻取部と、前記巻取部の上下方向上方における車体内側部に配設されたアンカと、を有しており、前記シートベルトは、前記シートに着座する乗員を拘束した状態で、前記巻取部と前記アンカとの間及び前記アンカと前記シートに着座する乗員との間に延びており、前記識別部材は、前記シートベルトが前記シートに着座する乗員を拘束していない状態で、前記巻取部に巻き取られない位置に設けられる構成であってもよい。この構成によれば、前記巻取部を大型化することなく、前記識別部材により、前記ショルダベルト部の認識性を向上することができる。
本発明によれば、シートベルトの装着状態をより正確に認識することができる。
本発明の一実施形態に係る車両Aの側面図である。 一実施形態に係る車室内の状態を示す上面図である。 拘束部Bを示す斜視図である。 (a)はシートベルトB11の表面に形成された識別パターンD1を示す図であり、(b)はシートベルトB11の裏面に形成された識別パターンD2を示す図である。 撮像部20から車両前後方向後方を見た図である。 シートS3a、S3b、S3cの正面図である。 状態認識装置100の機能的構成を示すブロック図である。 状態認識装置100の処理手順を示す図である。 (a)はシートベルト装着警告処理(ステップS111)の詳細な処理手順を示す図であり、(b)はヘッドレスト高さ警告処理(ステップS112)の詳細な処理手順を示す図である。
以下に、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、本発明の実現手段としての一例であり、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で以下の実施形態を修正又は変形したものに適用可能である。
図1は、本発明の一実施形態に係る車両Aの側面図である。図2は、一実施形態に係る車室内の状態を示す上面図である。
車両Aは、車室内に車幅方向に並んで配設されたシートS1a、S1b(第1シート)と、シートS1a、S1bの車両前後方向後方に配設されたシートS2a、S2b(第2シート)と、シートS2a、S2bの車両前後方向後方に配設されたシートS3a、S3b、S3cと、各シート毎に設けられ、各シートに着座する乗員を拘束する拘束部Bとを備える。
シートS1aは運転席であり、シートS1bは助手席である。シートS2a、S2bは、2名分の座席を有する2列目シートである。シートS3a、S3b、S3cは、2名分の座席を有するいわゆるベンチシートと、1名分の座席とを有する3列目シートである。各シートは、車両前後方向に移動する移動機構(スライド機構)と、シートバックの上下方向下端部を中心に車両前後方向に傾倒する傾倒機構(リクライニング機構)とを有する。
左右の車体側部には、車両前後方向前方から順に、AピラーPa、BピラーPb、CピラーPc、DピラーPdが配設される。AピラーPaとBピラーPbとの間に形成された開口部には、フロントドアD1が開閉可能に配設され、BピラーとCピラーとの間に形成された開口部にはリアドアD2が開閉可能に配設される。
拘束部Bは、左右のBピラーPbにそれぞれ配設されたシートS1a、S1bの拘束部B1a、B1b(シートベルト装置)と、左右のCピラーPcにそれぞれ配設されたシートS2a、S2bの拘束部B2a、B2bと、左右のDピラーPdにそれぞれ配設されたシートS3a、S3cの拘束部B3a、B3cとを有する。
図3は、拘束部Bを示す斜視図である。図4において、(a)はシートベルトB11の表面に形成された識別パターンD1を示す図であり、(b)はシートベルトB11の裏面に形成された識別パターンD2を示す図である。
拘束部B2aは、シートベルトB11と、シートベルトB11に沿って移動可能に設けられたタングB12と、車体側に設けられ、タングB12と係合するバックルB13と、車体内側部に配設され、シートベルトB11を巻き取る巻取部B14と、巻取部B14の上下方向上方における車体内側部に配設されたアンカB15と、を備える。なお、シートS3bの拘束部Bについては、巻取部B14及びアンカB15は設けられていない。
シートベルトB11は、シートS2aに着座する乗員の肩部や胸部を拘束するショルダベルト部SBと、シートS2aに着座する乗員の腰部や腹部を拘束するラップベルト部LBとを有する。
シートベルトB11は、シートS2aに着座する乗員を拘束した状態で、巻取部B14とアンカB15との間及びアンカB15とシートS2aに着座する乗員との間に延びている。ショルダベルト部SBは、シートベルトB11を装着した状態で車体内側部(BピラーP2)からシートS2aに着座する乗員に向けて延びている。
タングB12は、ショルダベルト部SBとラップベルト部LBの長さを規定し、ショルダベルト部SBとラップベルト部LBの端部に位置する。バックルB13は、車幅方向に隣接するシート間において、それぞれのシートに対応して配設される。
巻取部B14は、シートベルトB11を巻き取る方向に常時付勢するリトラクタであり、車体側部(BピラーPb、CピラーPc、DピラーPd)に収容される。アンカB15は、シートベルトB11が所望の高さから乗員の肩部に引き出されるように、巻取部B14から上下方向上方に延びるシートベルトB11を支持する。
ショルダベルト部SBは、ショルダベルト部SBの表面及び裏面の双方に設けられた識別部材Dを有する。識別部材Dは、ショルダベルト部SBの表面に形成された第1識別パターンD1と、ショルダベルト部SBの裏面に形成され、第1識別パターンD1とは異なる第2識別パターンD2を有する。第1識別パターンD1は、例えば、表面の縁部に沿って反射材が貼り付けられ、又は織り込まれている。第2識別パターンD2は、例えば、裏面の縁部に沿って反射材が蛇行するように貼り付けられ、又は織り込まれている。識別部材Dは、シートベルトB11が各シートに着座する乗員を拘束していない状態、すなわち、シートベルトB11の大部分が巻取部B14に巻き取られ、ベルトライン(サイドウインドウの下縁)とフロアとの間の所定部位に設けたリトラクタからピラー上方のショルダアンカB15までとショルダアンカB15からフロア近傍のフロアアンカBxまでとのそれぞれで略直線状となる状態で、巻取部B14内に巻き取られない位置に設けられる。これにより、巻取部B14を大型化することなく、既存の巻取部B14を用いながら、ショルダベルト部SBに識別部材Dを設けることができる。
なお、識別部材Dは、本実施形態では、ショルダベルト部SBの表面及び裏面の双方に互いに異なる識別パターンD1、D2を有する構成としたが、ショルダベルト部SBの表面又は裏面のいずれかに識別パターンを形成しても構わない。
[状態認識装置100の構成]
図5は、撮像部20から車両前後方向後方を見た図である。図6は、シートS3a、S3b、S3cの正面図である。図7は、状態認識装置100の機能的構成を示すブロック図である。
状態認識装置100は、シートよりも車両前後方向前方に配設され、シートに着座する乗員に向けて近赤外線を照射する照射部10と、照射部10が照射した車室内を撮像する撮像部20と、撮像部20が撮像した画像に基づいて、車室内の状態を認識する認識部30と、タングB12とバックルB13との係合状態を検出する検出部40と、検出部40で検出された係合状態と認識部30で認識されたショルダベルト部SBの装着状態とに基づいて、シートベルトの装着状態を判定する判定部50とを備える。
ここで、赤外線は、可視光線である赤色よりも波長が長く、電波よりも波長が短い電磁波である。赤外線の波長は、およそ0.7マイクロメートル〜1000マイクロメートル(1mm)に分布し、波長の長さの違いにより、一般に近赤外線・中赤外線・遠赤外線の3つに区別して呼ばれている。近赤外線は、波長がおよそ0.7マイクロメートル〜2.5マイクロメートルに分布し、肉眼では見ることができないが、CCD等を用いると見ることができるという性質を有する。このため、照射部10が照射する近赤外線が乗員には見えず、乗員にとって目障りとならない一方で、CCDで撮像した際には、明度を高めることができるため、本実施形態でもこの近赤外線を用いる。
照射部10は、シートS1a、S1bのシートバックよりも車両前後方向前方における車室内上部に配設され、車両前後方向後方に向けて近赤外線を照射する第1照射部11と、シートS1a、S1bのシートバックよりも車両前後方向後方であって、シートS2a、S2bのシートバックよりも車両前後方向前方における車室内上部に配設され、車両前後方向後方に向けて近赤外線を照射する第2照射部12と、を備える。なお、本発明は、第2照射部12は必須の構成ではなく、第1照射部11を備えていれば足りる。
第1照射部11及び第2照射部12は、本実施形態では、車室内の車幅方向略中央(図2の中央線CL上)に配設される。第1照射部11は、例えば、ルーフの車両前後方向前端部に設けられたオーバーヘッドコンソール2に配設され、第2照射部12は、第1照射部11よりも車両前後方向後方であって、ルーフの車室内側に配設される。
第1照射部11及び第2照射部12は、ECUに接続され、ECUの制御信号に基づいて照射を行う。第2照射部12は、第1照射部11と略同時に近赤外線を照射する。すなわち、第1照射部11及び第2照射部12には、略同時に近赤外線の照射信号が送信される。
なお、照射部10は、本実施形態では、配設数を最小限にするために、車幅方向略中央に配設したが、LEDは比較的安価であるため、中央位置に限らず、種々の位置に設けても構わない。
撮像部20は、シートS1a、S1bのシートバックよりも車両前後方向前方の車室内上部であって、車室内の車幅方向略中央に配設される。撮像部20は、第1照射部11と同様に、オーバーヘッドコンソール2に配設される。撮像部20には、例えば、CCDカメラを用いることができる。また、撮像部20は、ECUに接続され、ECUの制御信号に基づいて撮像を行って撮像した画像をECUに送信する。
認識部30は、各シートのショルダベルト部SBの装着状態を認識する。認識部30は、本実施形態では、ショルダベルト部SBの車室内側部(例えば、ピラー)に近接する位置C1の状態、すなわち、車室内側部とシートS2a、S2bに着座する乗員との間のショルダベルト部SBやCCDカメラより1列目シートに隠れないシートベルトC2を認識してもよい。位置C1は、シートS1a又はS1bに着座する乗員と重ならない位置であり、認識性が向上するためである。また、認識部30は、使用状態におけるシートベルトの位置C1、C2に位置する第1及び第2識別パターンD1、D2を識別することにより、ショルダベルト部SBの捻れ等の装着状態を認識してもよい。認識部30は、例えば、ECU内のCPUであり、撮像部20から送信された撮像画像や検出部40から送信された信号に基づいて、種々の認識処理を行う。
検出部40は、タングB12がバックルB13に装着されたことを検出するバックルスイッチである。検出部40は、ECUに接続されている。検出部40としては、バックルスイッチ以外にも、例えば、走行駆動スイッチ等が挙げられる。
判定部50は、例えば、ECU内のCPUであり、乗員が着座するシートに対応するタングB12が、乗員が着座するシートに対応するバックルB13に正常に装着されているか否かを判定する。すなわち、隣り合うシートが互いに近接している場合には、タングを隣接するシートのバックルに誤って装着してしまう場合があるため、判定部50で判定を行うことによりこのような誤装着を防止するものである。
[状態認識装置100の処理手順]
図8は、状態認識装置100の処理手順の一例を示す図である。まず、ステップS101において、走行駆動スイッチがONであるか否かを判定する。ステップS101でONであると判定された場合には、ステップS102において、全てのドアが閉鎖状態であるか否かを判定する。ステップS102で全てのドアが閉鎖状態であると判定された場合には、ステップS103において、ギアが走行レンジ(Dレンジ)であるか否かを判定する。
ステップS103で走行レンジであると判定された場合には、ステップS104において、走行レンジにギアチェンジされてから所定時間T1(例えば、1秒〜3秒)経過したか否かを判定する。ステップS101〜ステップS104の各条件が満たされない場合には、その条件を満たすまで、各条件の判定を行うこととする。
ステップS104で所定時間経過したと判定された場合には、ステップS105において、照射部10が車室内に近赤外線を照射する。そして、ステップS106において、撮像部30が、近赤外線が照射された車室内を撮像する。その後、ステップS107において、画像処理部40が所定の画像処理(例えば、フィルタ処理等)を行い、ステップS108において、着座乗員を認識する。例えば、着座乗員認識処理としては、着座乗員の頭(目や口も含む。)とその位置を認識する。
そして、ステップS109において、バックルスイッチがONであるシートと画像処理により乗員が着座していると認識されたシートとを照合して、ステップS110において、これらのシートが完全に一致するか否かを判定する。ステップS110で一致しないシートがあると判定された場合には、乗員の髪型や顔が向いている方向等により乗員の着座を確実に検出できなかった可能性が高いため、ステップS111において、シートベルトの位置から乗員の判定を行うルーチンに進む。
次に、ステップS112において、ヘッドレストの高さが適切でない場合に警告を行う。そして、ステップS113において、シートベルトの捻れ状態を認識し、その認識結果に基づいて、ステップS114において、シートベルトに捻れが有るか否かを判定する。ステップS114で捻れが有ると判定された場合には、シートベルトの効果が低減してしまうため、その旨の警告を行う。
そして、ステップS116において、走行駆動スイッチがOFFであるか否かを判定する。ステップS116で走行駆動スイッチがONであると判定された場合には、ステップS117において、待機用タイマが所定時間T2(例えば、10ミリ秒〜1秒)カウントしたか否かを判定する。ステップS117で所定時間カウントしたと判定された場合には、ステップS105に戻り、ステップS117で所定時間カウントしていないと判定された場合には、ステップS116に戻る。ステップS116で走行駆動スイッチがOFFであると判定された場合には、一連の処理を終了する。
次に、上述のステップS111及びステップS112の詳細な処理手順について順に説明する。図9において、(a)はシートベルト装着警告処理(ステップS111)の詳細な処理手順を示す図であり、(b)はヘッドレスト高さ警告処理(ステップS112)の詳細な処理手順を示す図である。
まず、ステップS111の詳細な処理手順について説明する。ステップS111aにおいて、シートベルトの装着状態を認識する。この装着状態の認識とは、シートベルトをしているか否かの状態の認識を意味する。
そして、ステップS111bにおいて、バックルスイッチがONであるシートとシートベルトが使用状態であるシートとを照合する。その後、ステップS111cにおいて、検出部40で検出されたバックルスイッチがONであるシートと画像認識処理により取得された、シートベルトが使用状態であるシートとが完全に一致するか否かを判定する。ステップS111cで一部が一致しないと判定された場合には、タングが適切でないバックルに誤装着されている可能性が高いため、その旨の警告を行って、ステップS111の一連の処理を終了する。一方、ステップS111cで完全に一致すると判定された場合には、警告を行わずに、ステップS111の一連の処理を終了する。
次に、ステップS112の詳細な処理手順について説明する。ステップS112aにおいて、乗員の頭部下端部(顎部)の高さとヘッドレスト下端部の高さとを照合する。これらの高さは、前述の画像認識処理により取得されている。ステップS112bにおいて、これらの高さの差分が所定範囲(例えば、±5cm)内であるか否かを判定する。ステップS112bで所定範囲内にないと判定された場合には、乗員の安全を確保できない可能性がある(すなわち、衝突時の首への衝撃が過大となる)ため、ステップS112cにおいて、その旨の警告を行い、ステップS112の一連の処理を終了する。一方、ステップS112bで所定範囲内であると判定された場合には、警告を行わずに、ステップS112の一連の処理を終了する。
以上述べた通り、本実施形態によれば、シートベルトの装着状態をより正確に認識することができる。
A 車両
S1a シート
B1a 拘束部
B11 シートベルト
SB ショルダベルト部
10 照射部
20 撮像部
30 認識部
100 状態認識装置

Claims (6)

  1. 車室内に配設されたシートと、
    前記シートに着座する乗員を拘束するシートベルトを有する拘束手段と、
    を備え、
    前記シートベルトが、前記シートに着座する乗員の肩部を拘束するショルダベルト部を有する車両の状態認識装置であって、
    前記シートよりも車両前後方向前方に配設され、前記シートに着座する乗員に向けて近赤外線を照射する照射手段と、
    前記照射手段が照射した車室内を撮像する撮像手段と、
    前記撮像手段が撮像した画像に基づいて、前記シートベルトの装着状態を認識する認識手段と、を備え、
    前記認識手段が、前記ショルダベルト部の装着状態を認識することを特徴とする車両の状態認識装置。
  2. 前記ショルダベルト部の表面又は裏面の少なくともいずれかに設けられた識別部材を更に備えたことを特徴とする請求項1に記載の車両の状態認識装置。
  3. 前記識別部材は、
    前記表面に形成された第1識別パターンと、
    前記裏面に形成され、前記第1識別パターンとは異なる第2識別パターンと、
    を有しており、
    前記認識手段は、前記第1及び第2識別パターンを識別することにより、前記ショルダベルト部の装着状態を認識することを特徴とする請求項2に記載の車両の状態認識装置。
  4. 前記拘束手段は、
    前記シートベルトに沿って移動可能に設けられたタングと、
    前記車体側に設けられ、前記タングと係合するバックルと、
    を有しており、
    前記タングと前記バックルとの係合状態を検出する検出手段と、
    前記検出手段で検出された係合状態と前記認識手段で認識された前記ショルダベルト部の装着状態とに基づいて、前記シートベルトの装着状態を判定する判定手段と、
    を更に備えたことを特徴とする請求項1に記載の車両の状態認識装置。
  5. 前記シートは、
    第1シートと、
    前記第1シートと車幅方向に並んで配設された第2シートと、
    を有しており、
    前記拘束手段は、前記第1及び第2シートにそれぞれ配設され、
    前記バックルは、前記第1シートと前記第2シートとの間にそれぞれ配設され、
    前記判定手段は、前記第1又は第2シートのタングが、前記第1又は第2シートのバックルに対応して装着されているか否かを判定することを特徴とする請求項4に記載の車両の状態認識装置。
  6. 前記拘束手段は、
    車体内側部に配設され、前記シートベルトを巻き取る巻取部と、
    前記巻取部の上下方向上方における車体内側部に配設されたアンカと、
    を有しており、
    前記シートベルトは、前記シートに着座する乗員を拘束した状態で、前記巻取部と前記アンカとの間及び前記アンカと前記シートに着座する乗員との間に延びており、
    前記識別部材は、前記シートベルトが前記シートに着座する乗員を拘束していない状態で、前記巻取部に巻き取られない位置に設けられることを特徴とする請求項2に記載の車両の状態認識装置。
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