JP2019209908A - シートベルト装着状態判定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】乗員のシートベルトの装着状態を精度よく判定できるシートベルト装着状態判定装置を提供する。【解決手段】シートベルトの少なくとも一部に設けられ、シートベルトの素材とは異なる割合で特定波長帯の電磁波を反射又は吸収する所定のマーカー部材と、座席に着座した乗員を含む所定の範囲に向けて特定波長帯の電磁波を照射して、所定の範囲で反射する反射波に基づいて特定波長帯の電磁波の強度分布を示す画像を生成する画像撮像処理部と、画像に基づいて乗員の形状を推定すると共に、画像からマーカー部材を検出して、検出したマーカー部材に基づいてシートベルトの形状を推定する形状推定部と、形状が推定された乗員とシートベルトとの位置関係に基づいて、乗員のシートベルトの装着状態を判定する判定処理部と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、乗員のシートベルトの装着状態を判定する装置に関する。

乗員のシートベルトの装着状態は、バックルにタングプレートが嵌め込まれているか否かに基づいて判断される。しかし、乗員がシートベルト非装着であっても、ダミーのタングプレートをバックルに嵌め込むことで、シートベルト装着の状態が容易に再現されてしまう。

この対策として、例えば特許文献１に、熱に応じて遠赤外線を放出する素材をシートベルトに貼り付け、この素材から放出された遠赤外線を監視することで、乗員のシートベルトの装着状態を判定する装置が、開示されている。

特開平９−５０１１２０号公報

しかし、上述した特許文献１に記載の技術では、乗員が厚手の上着を着ているような場合には人体の熱がシートベルトの素材に伝わり難いため、素材から放出される遠赤外線の量にばらつきが生じ、乗員がシートベルトを装着していても正しく判定されないおそれがある。このように、特許文献１に記載の技術では、乗員のシートベルトの装着状態を精度よく判定することができない。

本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、乗員のシートベルトの装着状態を精度よく判定できるシートベルト装着状態判定装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の一態様は、乗員のシートベルトの装着状態を判定する装置であって、シートベルトの少なくとも一部に設けられ、シートベルトの素材とは異なる割合で特定波長帯の電磁波を反射又は吸収する所定のマーカー部材と、座席に着座した乗員を含む所定の範囲に向けて特定波長帯の電磁波を照射して、所定の範囲で反射する反射波に基づいて特定波長帯の電磁波の強度分布を示す画像を生成する画像撮像処理部と、画像に基づいて乗員の形状を推定すると共に、画像からマーカー部材を検出して、検出したマーカー部材に基づいてシートベルトの形状を推定する形状推定部と、形状が推定された乗員とシートベルトとの位置関係に基づいて、乗員のシートベルトの装着状態を判定する判定処理部と、を備えることを特徴とする。

上記一態様では、シートベルトに設けるマーカー部材を、シートベルトの素材とは異なる割合で特定波長帯の電磁波を反射又は吸収する部材としている。これにより、所定の範囲で撮像された特定波長帯の電磁波の強度分布を示す画像では、マーカー部材とシートベルトとが識別可能に表示される。このため、乗員がマーカー部材又はシートベルトのどちらかの反射率又は吸収率に近い衣服を着ていたとしても、マーカー部材又はシートベルトのいずれか一方によって乗員とシートベルトとの位置関係が分かる。従って、乗員の服装にかかわらず、乗員のシートベルトの装着状態を精度よく判定できる。

上記一態様において、マーカー部材がシートベルトの長さ方向に沿うように設けられており、判定処理部は、シートベルトが乗員の体を跨ぐ所定の装着パターンに一致する位置にあれば、乗員がシートベルトを装着していると判定してもよい。

これにより、肩ベルトの襷掛けなどの乗員の体を跨ぐシートベルトの正しい装着パターンを判断することができるので、乗員がシートベルトを装着していることを高精度で判定できる。

また、上記一態様において、マーカー部材がシートベルトの一方の表面に設けられていてもよい。

これにより、シートベルトが捻れたりしていればその捻れた位置の前後で画像における特定波長帯の電磁波の強度分布が変わるので、シートベルト捻れなどの状態を検出することができる。

また、上記一態様のシートベルト装着状態判定装置に、判定処理部において乗員がシートベルトを装着していないと判定された場合、シートベルトの装着を促す通知を行う通知部をさらに備えてもよい。

これにより、乗員がシートベルトの非装着に気付くことができる。

また、上記一態様において、特定波長帯の電磁波を３〜３００ｍｍ波長の電波としてもよい。

これにより、シートベルトのマーカー部材が可視光線を通過させない毛布などで覆われても、画像からマーカー部材を検出することができる。

本発明のシートベルト装着状態判定装置によれば、乗員のシートベルトの装着状態を精度よく判定できる。

本発明の一実施形態に係るシートベルト装着状態判定装置の構成例 車両の運転席の近傍部分を模式的に示した側面視図 シートベルトに設けられるマーカー部材の模様の一例 ２次元画像に基づいて推定した乗員及びシートベルトの形状の模式図 ２次元画像に基づいて推定した乗員及びシートベルトの形状の模式図 ２次元画像に基づいて推定した乗員及びシートベルトの形状の模式図 シートベルトが撓んだ状態を説明する図 マーカーシールのマークの一例 マークと物体とを対応付けるための処理手順を示すフローチャート

［概要］
本発明に係るシートベルト装着状態判定装置は、シートベルトの素材とは異なる割合で特定波長帯の電磁波を反射又は吸収するマーカー部材を、シートベルトに設ける。これにより、乗員を含む所定の範囲で撮像された特定波長帯の電磁波の強度分布を示す画像では、マーカー部材とシートベルトとが識別可能に表示される。従って、乗員の衣服がマーカー部材又はシートベルトのどちらかの反射率又は吸収率に近くても、マーカー部材又はシートベルトのいずれか一方によって乗員とシートベルトとの位置関係を把握できる。よって、乗員のシートベルトの装着状態を精度よく判定できる。

［構成］
図１は、本発明の一実施形態に係るシートベルト装着状態判定装置１０の構成例を示す機能ブロック図である。図２は、シートベルト装着状態判定装置１０が搭載された車両の運転席の近傍部分を模式的に示した側面視図である。なお、図２において「前」が車両前方であり「後」が車両後方である。

本実施形態に係るシートベルト装着状態判定装置１０は、電磁波照射部１１０及び電磁波受信部１２０を含む画像撮像部１００と、画像処理部２００と、形状推定部３００と、判定処理部４００と、通知部５００と、マーカー部材６００と、を備える。

マーカー部材６００は、特定波長帯の電磁波を反射又は吸収することができる部材であり、シートベルト４０の少なくとも一部に設けられる。特定波長帯の電磁波には、例えば、３〜３００ｍｍの範囲に含まれる波長（ＧＨｚ帯）の電波や、赤外線、可視光線、紫外線などの光を使用することができる。また、使用する電磁波は、人体を通過や回折しない波長であることが好ましい。このマーカー部材６００には、シートベルト４０の素材とは特定波長帯の電磁波の反射率又は吸収率が異なる素材が用いられる。

また、マーカー部材６００は、シートベルト４０の一方の表面に、シートベルト４０の長さ方向に沿うように、設けることが好ましい。このマーカー部材６００は、表面に貼り付けられる又は印刷されるか、素材に縫い込まれることによって、設けることができる。マーカー部材６００は、例えば図３のように、市松模様や縞模様などとすることができる。

電磁波照射部１１０は、車室内の前方上部に設けられ、車室内の所定の範囲に向けて特定波長帯の電磁波を照射する。電磁波照射部１１０は、例えば発光素子で構成することができる。所定の範囲（以下「対象範囲」という）とは、具体的には車両の座席３０を含んだ範囲であって、その座席３０に着座した乗員２０の上半身部分をも含むことができる範囲が望ましい。座席３０は、運転席だけでもよいし、運転席に加えて助手席や後部座席を含んでもよい。

電磁波受信部１２０は、電磁波照射部１１０が対象範囲に向けて照射した電磁波が対象範囲に存在する乗員２０、座席３０、シートベルト４０、及びマーカー部材６００などで反射して戻ってくる特定波長帯の電磁波（反射波）を、撮像（受信）する。電磁波受信部１２０は、例えば受光素子や撮像カメラで構成することができる。この電磁波受信部１２０も、車室内の前方上部に設けられ、電磁波照射部１１０の近傍に設けられるとよい。

画像処理部２００は、電磁波受信部１２０が撮像（受信）した特定波長帯の電磁波の反射波に基づいて、すなわち反射波に所定の画像処理を施して、対象範囲における特定波長帯の電磁波の強度分布を示した２次元画像を生成する。この２次元画像は、少なくともマーカー部材６００で反射した特定波長帯の電磁波とそれ以外の箇所が反射又は放射した電磁波とを識別できる画像であればよく、また乗員２０が反射又は又は放射した電磁波を検知できている画像であることが好ましい。

形状推定部３００は、画像処理部２００が生成した２次元画像に基づいて、乗員２０の形状を推定する。一例として、形状推定部３００は、２次元画像における乗員２０が反射又は放射した特定波長帯の電磁波と座席３０が反射する特定波長帯の電磁波との相違に基づいて、乗員２０の大凡の外形（輪郭）を推定することを行う。また、形状推定部３００は、画像処理部２００が生成した２次元画像に基づいて、シートベルト４０の形状を推定する。一例として、形状推定部３００は、２次元画像からマーカー部材６００を検出して、この検出したマーカー部材６００に基づいてシートベルト４０の大凡の形状（シートベルト４０が存在する大凡の位置）を推定することを行う。

判定処理部４００は、形状が推定された乗員２０とシートベルト４０との位置関係に基づいて、乗員２０のシートベルト４０の装着状態を判定する。装着状態の判定の仕方については、後述する。

通知部５００は、判定処理部４００で乗員がシートベルト４０を装着していないと判定されると、シートベルト４０を装着していないことを乗員２０に通知する。この通知は、例えばスピーカー装置を介した音声出力や、表示装置を介した画像表示などによって行うことができる。

［シートベルト装着状態の判定例］
図４Ａ乃至図４Ｃは、画像処理部２００が生成した２次元画像に基づいて、形状推定部３００が推定した乗員２０及びシートベルト４０（マーカー部材６００）の形状を模式的に示した一例である。この図４では、ライン状のマーカー部材６００がシートベルト４０の幅方向中央に長さ方向に沿うように設けられている例を示している。

図４Ａの場合、運転席に着座している乗員２０は、体の前側にシートベルト４０（マーカー部材６００）が有るため、乗員２０がシートベルト４０を装着していると判定することができる。一方、助手席に着座している乗員２０は、体の前側にシートベルト４０（マーカー部材６００）が無いため、乗員２０がシートベルト４０を装着していないと判定することができる。

しかしながら、乗員２０の体の前側にシートベルト４０（マーカー部材６００）が有る場合であっても、図４Ｂに示す状態にある場合には、運転席に着座している乗員２０がベルトが捻れた正しくない状態でシートベルト４０を装着している可能性が高い。従って、このような状態に対応するため、判定処理部４００は、シートベルト４０（マーカー部材６００）が規定の正しい装着パターンに一致する位置にあるか否かを判断することを行う。具体的には、判定処理部４００は、３点式シートベルトの場合、乗員２０の一方の肩から腰にかけて襷掛け状態で肩ベルトが体を跨ぎ、かつ、腰ベルトが腰を跨ぐ（横断する）パターン（図４Ａを参照）にシートベルト４０（マーカー部材６００）が一致するか否か、２点式シートベルトの場合、乗員２０の腰を腰ベルトが跨ぐパターンにシートベルト４０（マーカー部材６００）が一致するか否か、を判断する。これにより、乗員２０がシートベルト４０を装着していることを高精度で判定することができる。なお、シートベルト４０の一方の表面と他方の表面とに異なる模様のマーカー部材６００を設けても、シートベルト４０の捻れを判断することが可能である。

また、マーカー部材６００による特定波長帯の電磁波の反射率又は吸収率を、シートベルト４０の素材による特定波長帯の電磁波の反射率又は吸収率と異ならせている。これより、乗員２０が着用している衣服が、マーカー部材６００又はシートベルト４０のいずれかの反射率又は吸収率と同じであったとしても、マーカー部材６００又はシートベルト４０の一方によって乗員２０とシートベルト４０との位置関係を推定できるので、乗員２０のシートベルト４０の装着状態を判定することができる（例えば、図４Ｃを参照）。

［応用例：体格検知］
乗員２０の体格の違いに応じて、装着されたシートベルト４０の状態にも違いが生じると考えられる。例えば、腹部が大きい肥満体型の乗員の場合、標準体型の乗員と比べると、シートベルト４０が腹部を避けるように少し撓んだりゆがんだりした状態で体に装着されることが想像される。また、例えば、高身長の乗員の場合、標準身長の乗員と比べると、シートベルトアンカーの位置を高くしてシートベルト４０が装着されることが想像される。

このことを利用して、例えば図５に示すように、画像処理部２００が生成した２次元画像における縞模様のマーカー部材６００の変化（Ｌ１＝Ｌ２→Ｌ３＞Ｌ４の変化）を検出することで、シートベルト４０の状態（撓み、ゆがみ）を判断することができる。よって、シートベルト４０に撓みやゆがみがある状態で装着されている場合には、例えばその乗員２０が肥満体型であると判断することが可能となる。また、画像処理部２００が生成した２次元画像における肩ベルトの繰り出し位置と腰ベルトとの間隔を検出することで、乗員の身長を判断することができる。これらによって判断された乗員２０の体格は、各種の車両設備やサービスなどに反映することが考えられる。

［作用・効果］
以上のように、本発明の一実施形態に係るシートベルト装着状態判定装置１０によれば、シートベルト４０に設けるマーカー部材６００を、シートベルト４０の素材とは異なる割合で特定波長帯の電磁波を反射又は吸収する部材としている。これにより、所定の範囲で撮像された特定波長帯の電磁波の強度分布を示す２次元画像では、マーカー部材６００とシートベルト４０とが識別可能に表示される。このため、乗員２０の衣服がマーカー部材６００又はシートベルト４０のどちらかの反射率又は吸収率に近くても、マーカー部材６００又はシートベルト４０のいずれか一方によって乗員２０とシートベルト４０との位置関係を把握できる。従って、乗員２０の服装にかかわらず、乗員２０のシートベルト４０の装着状態を精度よく判定できる。

また、本実施形態に係るシートベルト装着状態判定装置１０によれば、マーカー部材６００がシートベルト４０の長さ方向に沿うように設け、シートベルト４０が乗員２０の体を跨ぐ所定の装着パターンに一致する位置にあれば、乗員２０がシートベルト４０を装着していると判定する。これにより、３点式シートベルトの肩ベルトの襷掛けなどの乗員２０の体を跨ぐシートベルト４０の正しい装着パターンを判断することができるので、乗員２０がシートベルト４０を装着していることを高精度で判定できる。

また、本実施形態に係るシートベルト装着状態判定装置１０によれば、シートベルト４０の両方の表面を区別できるようにマーカー部材６００をシートベルト４０に設けているので、シートベルト４０が捻れていることを判定することができる。

なお、乗員２０によっては、装着したシートベルト４０の上から毛布などを掛ける場合も想定される。このような場合、毛布が可視光線やその前後の赤外線や紫外線を反射してしまい、シートベルト４０に設けられたマーカー部材６００を正しく検出できなくなる。よって、特定波長帯の電磁波は、可視光線、赤外線、及び紫外線を除いた領域、例えば３〜３００ｍｍの範囲に含まれる波長（ＧＨｚ帯）の電波に設定されることが望ましい。

［参考例：簡易物体検知］
マーカー部材６００を、シートベルト４０以外にも設けることで、様々に活用することができる。例えば、シートベルト４０を利用して設置するチャイルドシートである場合、上述したシートベルト４０に設けられたマーカー部材６００だけで装着状態を判断すると、チャイルドシートが車両に乗っていなくても正常な装着状態であると判断されるおそれがある。

そこで、例えば、チャイルドシートにも所定のマーカー部材を設けて、シートベルト４０とチャイルドシートとの両方で各々のマーカー部材を検出できた場合に、正しく装着されていると判定できるようにしてもよい。チャイルドシートのマーカー部材は、例えば図６に示す任意の図形、アルファベット、文字列などのマークが印刷されたマーカーシール７００を貼り付けることで簡単に実施することができる。このマーカーシール７００も、マーカー部材６００と同様に特定波長帯の電磁波を反射又は吸収することができる。複数のマーカーシール７００は、例えば、子供の年齢に応じて複数のチャイルドシートを所有しているような場合に、それぞれに異なるマーカーシール７００を貼り付けておいて、子供に適正なチャイルドシートが車両に装着されているか否かを判定することに利用できる。

各マーカーシール７００は、貼り付ける物体が予め決められていてもよいし、乗員の好みで様々な物体に貼り付けることができるようにしてもよい。この場合、マーカーシール７００が貼り付けられた物体とそのマークとが、対応付けられるようにするとよい。このマークと物体とを対応付けるための処理は、図７に示す手順で行うことができる。

ステップＳ７０１：画像撮像部１００が、対象範囲に置かれた未だ対応付けされていないマーカーシール７００を撮像する。

ステップＳ７０２：画像処理部２００が、画像撮像部１００で撮像された特定波長帯の電磁波の反射波に基づいて対象範囲における２次元画像を生成する。

ステップＳ７０３：形状推定部３００が、画像処理部２００で生成された２次元画像からマーカーシール７００のマークを検出する。

ステップＳ７０４：判定処理部４００が、形状推定部３００で検出されたマークを認識する。

ステップＳ７０５：通知部５００が、判定処理部４００で認識されたマークに対応付ける物体の情報（名称など）について、乗員２０に入力を要求する。

ステップＳ７０６：判定処理部４００が、乗員２０によって入力された物体の情報に従って、認識したマークと物体とを対応付けて学習（登録）する。

上述した対応付け処理によって、例えば、乗員の鞄にマーカーシール７００を貼り付けるといった、自由度の高い利用が可能となる。また、上述した対応付け処理によって既に物体と対応付けられたマークが検出されたときには、予め定めた検出の確からしさを算出してもよい。そして、確からしさが一定の閾値に満たないマークが複数発見された場合には、それぞれ可能性がある名称や個数について、存在しているか否かを乗員に問い合わせてもよい。

なお、本発明は、シートベルト装着状態判定装置として捉えるだけでなく、シートベルト装着状態判定装置のコンピューターが実行する方法、プログラム、そのプログラムの記録媒体、あるいはシートベルト装着状態判定装置を搭載した車両として捉えることも可能である。

本発明は、シートベルト装着が必要な車両などに利用可能である。

１０ シートベルト装着状態判定装置
２０ 乗員
３０ 座席
４０ シートベルト
１００ 画像撮像部
１１０ 電磁波照射部
１２０ 電磁波受信部
２００ 画像処理部
３００ 形状推定部
４００ 判定処理部
５００ 通知部
６００ マーカー部材
７００ マーカーシール

Claims (5)

1. 乗員のシートベルトの装着状態を判定する装置であって、
   前記シートベルトの少なくとも一部に設けられ、前記シートベルトの素材とは異なる割合で特定波長帯の電磁波を反射又は吸収する所定のマーカー部材と、
   座席に着座した前記乗員を含む所定の範囲に向けて前記特定波長帯の電磁波を照射し、前記所定の範囲で反射する反射波に基づいて前記特定波長帯の電磁波の強度分布を示す画像を生成する画像撮像処理部と、
   前記画像に基づいて前記乗員の形状を推定すると共に、前記画像から前記マーカー部材を検出して、当該検出したマーカー部材に基づいて前記シートベルトの形状を推定する形状推定部と、
   前記形状が推定された前記乗員と前記シートベルトとの位置関係に基づいて、前記乗員の前記シートベルトの装着状態を判定する判定処理部と、を備える、
   シートベルト装着状態判定装置。
2. 前記マーカー部材が、前記シートベルトの長さ方向に沿うように設けられており、
   前記判定処理部は、前記シートベルトが前記乗員の体を跨ぐ所定の装着パターンに一致する位置にあれば、前記乗員が前記シートベルトを装着していると判定する、
   請求項１に記載のシートベルト装着状態判定装置。
3. 前記マーカー部材が、前記シートベルトの一方の表面に設けられている、
   請求項１又は２に記載のシートベルト装着状態判定装置。
4. 前記判定処理部において前記乗員が前記シートベルトを装着していないと判定された場合に、前記シートベルトの装着を促す通知を行う通知部をさらに備える、
   請求項１に記載のシートベルト装着状態判定装置。
5. 前記特定波長帯の電磁波は３〜３００ｍｍの範囲に含まれる波長の電波である、
   請求項１乃至４のいずれか１項に記載のシートベルト装着状態判定装置。