JP3808454B2 - Seat usage status judging device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、座席に人が座っているのか、荷物などがおかれているのかなどの座席の使用状況を判定する装置に関し、特に自動車などにおいて、その座席の使用状況に応じて、エアバッグ装置やシートベルト装置などの乗員保護装置の作動を制御する装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
乗員保護装置としてエアバッグが組み込まれている自動車では、助手席に乗員がいない場合であっても車両衝突時にはエアバッグが作動する。この作動は無意味な作動であり、修理に当たっても作動した装置の交換の必要が生じ、不必要な修復費用がかかるので、乗員不在の場合はエアバッグの作動を制止することが望ましい。このことから、助手席用のエアバッグ作動時には助手席の使用状況を判定する必要がある。また、乳幼児の乗ったチャイルドシートが後向きに装着されている場合にエアバッグを展開させないようにすることが要求される。このことからエアバッグ展開時にはチャイルドシートの装着の向きも検出可能であることが望ましい。そして、後向きチャイルドシートの識別が可能な助手席の使用状況判定装置の公知例として距離センサを用いた例がある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
助手席の乗員有無の検出装置の公知例として、特開平7-186880号公報における荷重センサを用いた例がある。しかし、このような荷重センサは乗員と荷物を区別することができず、助手席に荷物などが積載されている場合にエアバッグが作動すると不必要な修復費用がかかる等の問題点があった。
【0004】
後ろ向きチャイルドシートの識別が可能な助手席の使用状況判定装置の公知例として、特開平7-196006号公報における距離センサを用いた例がある。
【0005】
しかし。この方法では乗員が前のめりになった場合と後向きチャイルドシートの区別は困難である。
【0006】
本発明は、上記の問題点を解決するために、助手席の乗員有無の判定、チャイルドシートの向きの判定、助手席上の物体が乗員か荷物かの判定を行う座席の使用状況判定装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る座席の使用状況判定装置は、座席の少なくとも一部を含む範囲を撮影し画像情報を得る画像入力部と、座席位置と前記座席位置の周辺を照明する複数の距離測定用照明を備え、前記画像入力部の画像中に含まれる前記距離測定用照明のスポット位置に基づき撮影対象までの距離を算出する距離計測部と、前記距離計測部によって算出された距離から前記座席の使用状況を判定する状況判定部と、前記状況判定部の判定に基づき、所定条件下において車両内部構造体への衝突から乗員を保護する保護手段に対し、前記保護手段の作動を制御する制御信号出力部とを備えたものである。
【0008】
また、前記距離測定用照明は、画像を撮像する時間だけ照明を行う画像入力用の照明も兼ねている。
【0009】
また、前記座席の使用状況判定装置は、N×N個の画素でマトリックス構成された前記画像入力部を備えたものである。
【0010】
また、画像入力部と、距離計測部と、制御信号出力部を1つの半導体チップ上に集積化したものである。
【0011】
また、画像入力部に特定の波長の光だけを透過する光波長選択フィルタを備えたものである。
【0012】
また、電源投入時に画像入力部の動作不良を判定する動作不良判断部を備えたものである。
【0013】
また、動作不良判断部は、距離測定用照明を照射した場合の入力画像と、照射しない場合の入力画像とを比較する機能を備えたものである。
【0014】
【発明の実施の形態】
実施の形態1.
以下、この発明の一実施の形態を図について説明する。図1は、この発明の実施の形態1による座席の使用状況判定装置の構成を示す図である。図中、1は画像入力部、2は画像入力部1によって取り込まれた画像を照合用データに変換するデータ変換部、3は画像入力部1によって取り込まれた画像の全部または一部の画素の平均値を計算する画素平均値計算部、4はデータ変換部2の照合用データと画素平均値計算部3の画素平均値を基に、ひな型格納部5に予め格納されている座席の各使用状況に応じたひな型データとそのしきい値により照合を行い、座席の使用状況を判定する状況判定部、5は座席の各使用状況に応じたひな型データを予め格納したひな型格納部、6は状況判定部4で判定された座席の使用状況に基づいてエアバッグの制御に関する信号を出力する制御信号出力部である。
【0015】
次に、動作を説明する。画像センサを含む画像入力部1は助手席の着座位置を少なくとも一部に含む画像を取り込む。データ変換部2は、画像入力部1によって取り込まれた画像を照合用データに変換する。画素平均値計算部3は、画像入力部1によって取り込まれた画像の全部または一部の画素の平均値を計算する。状況判定部4はデータ変換部2の照合用データと画素平均値計算部3の画素平均値を基に、ひな型格納部5に予め格納されている座席の各使用状況に応じたひな型データとそのしきい値により照合を行い、座席の使用状況を判定する。座席の使用状況毎に、一つまたは複数個のひな型データが属する。制御信号出力部6は状況判定部4で判定された座席の使用状況に基づいてエアバッグ(図示しない)の制御に関する信号を出力する。
【0016】
本実施の形態における助手席の状態として、それぞれ乗員無、乗員有、チャイルドシート前向き(以下CRS前向)、チャイルドシート後向き(以下CRS後向)、および子供が立っている状態(以下スタンディングチャイルド)の5種類を想定しており(図2(a)〜図6(a))、各状態には複数のひな型画像が対応している(図2(b)〜図6(b))。図中、7は助手席、8は助手席インストルメントパネル(以下インパネと記載する)、9は着座している乗員(大人)、10はチャイルドシート、11は着座している子供、12は立ち上がっている子供(スタンディングチャイルド)を示す。ひな型格納部5には、ひな型画像がデータ変換部2で変換されたベクトルとして表現されたひな形データとして格納されている。
【0017】
以下、本実施の形態の動作を図7を用いて説明する。まず、画像入力部1で取り込まれた入力画像は、データ変換部2によって例えば水平方向と垂直方向にそれぞれ分割され、この分割画像毎の平均画素値を要素として、図7(a)(b)のように垂直方向と水平方向に関する二つのベクトルデータに変換される。また、全てまたは一部の画素の平均値を画素平均値計算部3で計算する。
【0018】
次に、データ変換部2で得られた入力画像のベクトル表現は、状況判定部4によってひな型格納部5に格納されている5種類の座席の使用状況のベクトル表現であるひな型データと照合され、入力画像との類似度が計算される。図7(c)はひな型格納部5に格納されている座席の各使用状況のひな形データのうち、例えば乗員有の場合に相当するひな形データの一つ(図7(c)左図)と乗員無の場合に相当する入力画像のベクトルデータ(図7(c)右図)との照合過程を示し、垂直方向または水平方向どうしで照合が行われることを示す。同時に、状況判定部4は、ひな型格納部5に格納されている各ひな型データに対応した判定しきい値を、画素平均値計算部3で計算された画素の平均値に従って変更する。
【0019】
ベクトルデータ間の類似度は例えば内積計算などを用いて計算することができ、ひな型データと入力画像のベクトルデータの類似度は、例えば垂直方向と水平方向に関する類似度の和として得られる。このようにして得られた各ひな型データとの類似度のうち最大値をとり、かつ、判定しきい値を越えたひな型データの属する座席の使用状況を状況判定部4の出力とする。
【0020】
最後に、制御信号出力部5はエアバッグ展開の可否を決定するために例えば図8のようなテーブルを持っており、状況判定部4で判定されたカテゴリでこのテーブルを参照し、エアバッグ展開の制御に関する信号(ONまたはOFF)を出力する。
【0021】
以上のように、助手席の状況を撮影した画像からエアバッグ展開の制御を判定することができる。
【0022】
なお、本実施の形態ではデータ変換部2における入力画像の分割が水平方向と垂直方向に関して等幅である例を示したが、分割幅は異なってもよく、また分割方向は水平方向もしくは垂直方向のいずれか一方だけでもよい。また、本実施の形態では制御信号出力部5はエアバッグ展開の制御に関する信号としてONまたはOFFを出力する例を示したが、エアバッグの展開圧力の強弱、または、サイドエアバッグ等複数のエアバッグが備えられている場合は展開するエアバッグの個数を制御する信号を出力してもよい。
【0023】
さらに、本実施の形態では、画素平均値計算部3において、全部または一部の画素の画素値を単純に平均する例を示したが、例えば、画像センサの中央の画素の画素値に対しては大きな係数をかけ、周辺の画素の画素値には小さな係数をかけるといった重み付き平均を行ってもよい。
【0024】
実施の形態2.
図9は、この発明の実施の形態2による座席の使用状況判定装置の構成を示す図である。画像入力部1、距離計測部13、状況判定部4、制御信号出力部6の4部分からなる。画像入力部1は少なくとも助手席の一部を撮像範囲に含む画像を撮影する。距離計測部13は複数の距離測定用照明(以下測距照明)を備えている。画像入力部1は、ある時刻において距離計測部13による測距照明を当てた画像を撮影し、次の時刻に測距照明を当てない場合の画像を撮影し、距離計測部13はこれら二画像の差分をとることで測距照明によるスポット光の位置を特定する。さらに距離計測部13には乗員のいない場合のスポット光位置があらかじめ記憶されており、スポット光位置にずれがある場合は、三角測量法の原理によりスポット光までの距離を計算することが可能である。
【0025】
本実施の形態による乗員検知の例として、図10に示すように助手席の着座位置を真上から捉え、9個の測距照明を照射する場合について説明する。例えば乗員無の場合には、図10(a)のように測距照明のスポット光のうち、インパネ近接位置測距照明14、助手席座面位置測距照明15、およびその中間の中間位置測距照明16が当たるように配置されている。なお、図10の例では、各位置に座席の横方向に平行に3点ずつ測距スポット光が照射されている。このように測距照明を配置すれば、乗員有の場合は図10(b)のように乗員9の大腿部と腹部あるいは腕に助手席座面位置測距照明15と中間位置測距照明16のいずれかが当たり、乗員無の場合と比較した場合のスポット光の位置のずれが生じる。このスポット光のずれは、画像入力部1によって撮影され、距離計測部13はこの位置のずれを元にスポット光位置までの距離を計算する。状況判定部3は乗員が存在しない場合の距離と比較することによって助手席の乗員の有無を判定することができる。制御信号出力部6は状況判定部3の判定に基づいてエアバッグ展開の可否に関する信号を出力する。
【0026】
また、スタンディングチャイルド12がインパネ8に密着している場合は図10(c)のようにスタンディングチャイルドの頭部または胴体にインパネ近接位置測距照明14が当たり、乗員無の場合と比較した場合のスポット光の位置のずれが生じる。このスポット光のずれは、図10(b)の乗員の場合と同様に画像入力部1によって撮影され、距離計測部13はこの位置のずれを元にスポット光位置までの距離を計算し、状況判定部3は乗員の状態を判定することができる。制御信号出力部6は状況判定部3の判定に基づいてエアバッグ展開の可否に関する信号を出力する。
【0027】
また、スタンディングチャイルド12がインパネ8から離れ、助手席7の近傍にいる場合は図10(d)のようにスタンディングチャイルドの頭部または胴体に中間位置測距照明16が当たり、乗員無の場合と比較した場合のスポット光の位置のずれが生じる。このスポット光のずれは、図10(b)の乗員の場合と同様に画像入力部1によって撮影され、距離計測部13はこの位置のずれを元にスポット光位置までの距離を計算し、状況判定部3は乗員の状態を判定することができる。制御信号出力部5は状況判定部3の判定に基づいてエアバッグ展開の可否に関する信号を出力する。
【0028】
なお、実施の形態2では乗員有とスタンディングチャイルドの検知について説明したが、CRS前向とCRS後向についても同様にして検知できることは言うまでもない。
【0029】
また、実施の形態2では各位置について測距照明の数をそれぞれ3個の合計9個の場合について説明したが、各位置1個また2個ずつでも良く、また4個以上でも良い。また、各位置について同数の測距照明でなくても良く、例えばインパネ近接位置測距照明、助手席座面位置測距照明、中間位置測距照明の数を、それぞれ、3個、2個、2個としても良い。
【0030】
実施の形態3.
図11は、この発明の実施の形態3による座席の使用状況判定装置の構成を示す図である。図中、17はLED、19はLEDの光を集光するレンズ、20はLEDの光、21は電圧により長さが変化するピエゾ素子、22は画像入力部を構成する画像センサ、23は状況判定等を行うマイクロプロセッサ、18はこれら電子素子を収納したケースである。
【0031】
次に図11、12に基づいて動作を説明する。距離測定を行う場合は、マイクロプロセッサ23から信号が送られピエゾ素子21に電圧が印加される。ピエゾ素子21は電圧により長さが変化し、ピエゾ素子21の上にあるLED17の位置が変わり、レンズ19の焦点位置にLED17の位置が移動する。レンズ19の焦点位置にLED17があると、図12(a)に示すように、LEDの光20は小さなスポットとなり、そのスポット位置を画像センサ22により撮像できる。一方、画像入力を行う場合は、マイクロプロセッサ23にから信号が送られピエゾ素子21に電圧が印加される。ピエゾ素子21は電圧により長さが変化し、ピエゾ素子21の上にあるLED17の位置が変わり、レンズ19の焦点からはずれた位置にLED17の位置が移動する。レンズ19の焦点からはずれた位置にLED17があると、図12(b)に示すように、LEDの光20は拡散して大きな面積の領域に照射されるため、全体に照明された画像を画像センサ22により撮像できる。
【0032】
実施の形態4.
図13は、この発明の実施の形態4による座席の使用状況判定装置の構成を示す図である。図中、22は画像センサ、23はマイクロプロセッサ、24はアナログ/デジタル変換回路、25は画素であり画像センサ22の中に32×32個のアレイ状に構成されている。
【0033】
次に動作について図13に基づいて説明する。画像センサ22は32×32個のアレイ状の画素25により画像を撮像し32×32個のアナログ電気信号に変換を行い、その出力をアナログ/デジタル変換回路24へ送る。アナログ/デジタル変換回路24は画像センサ22から送られてきた32×32個のアナログ電気信号を32×32個のデジタル電気信号に変換し、その出力をマイクロプロセッサ23に送る。マイクロプロセッサ23は、アナログ/デジタル変換回路24から送られてきた32×32個のデジタル電気信号を取り込み、座席の使用状況判定を行う。このため、マイクロプロセッサは32×32個のデジタル電気信号を処理するだけでよいので、小型で安価なマイクロプロセッサが使用でき、安価な座席の使用状況判定装置が実現できる。
【0034】
実施の形態5.
上記実施の形態4では画像センサ22、マイクロプロセッサ23、アナログ/デジタル変換回路24を個々に集めて座席の使用状況判定装置を構成したが、本実施の形態では画像センサ22、マイクロプロセッサ23、アナログ/デジタル変換回路24を1チップに集積化する。図14は、この発明の実施の形態5による座席の使用状況判定装置の構成を示す図である。図中、22は画像センサ(画像入力部)、23はマイクロプロセッサ(距離計測部、制御信号出力部)、24はアナログ/デジタル変換回路、26は画像センサ22、マイクロプロセッサ23、アナログ/デジタル変換回路24を1チップに集積化している半導体基板である。
【0035】
次に動作について説明する。画像センサ22は画像を撮像しアナログ電気信号に変換を行い、その出力をアナログ/デジタル変換回路24へ送る。アナログ/デジタル変換回路24は画像センサ22から送られてきたアナログ電気信号をデジタル電気信号に変換し、その出力をマイクロプロセッサ23に送る。マイクロプロセッサ23は、アナログ/デジタル変換回路24から送られてきたデジタル電気信号を取り込み、座席の使用状況判定を行う。
【0036】
実施の形態6.
図15は、この発明の実施の形態6による座席の使用状況判定装置の構成を示す図である。車内で喫煙をすると光学系にタバコのヤニが被着して画像入力感度が低下し、座席の使用状況の誤判定を招くことがある。本実施の形態はこのような不具合を解消するものである。
図中、22は画像センサ、27はタバコのヤニを透過する光の波長の光だけを透過する光波長選択フィルタ、28は撮像レンズである。
【0037】
次に動作について説明する。撮像レンズ28の前にタバコのヤニを透過する光の波長の光だけを透過する光波長選択フィルタが付いているので、撮像レンズ28のタバコのヤニによる光透過率の変化がなくなり、画像センサに入力される画像がタバコのヤニに影響を受けなくなり、正確に座席の使用状況判定を行える。
【0038】
実施の形態7.
図16は、この発明の実施の形態7による座席の使用状況判定装置の画像センサの動作不良の検出を示すフローチャートである。この画像センサの動作不良検出は動作不良判断部を構成するマイクロプロセッサ23にて行われる。図中、ステップS100は乗員検知装置の電源投入であり、ステップS110は画像センサの不良検査開始処理であり、ステップS120は各画素の信号が出力されているかどうかの判定処理、ステップS130は動作不要としての警告信号出力処理、ステップS140は動作正常としての座席の使用状況判定開始処理である。
【0039】
次に各ブロックの動作について説明する。まず、ステップS100において電源が投入されると、ステップS110の画像センサの不良判定が開始され、ステップS120において、画像センサの各画素の出力信号が正常な値で出力されているかどうか判定を行う。出力されていない場合、ステップS130の動作不良として警告を行う。一方ステップS120の判定処理において、正常な値として出力されている場合、動作正常としてステップS140で座席の使用状況判定を行い乗員検知を開始する。
【0040】
実施の形態8.
図17は、この発明の実施の形態8による座席の使用状況判定装置の画像センサの動作不良の検出を示すブロック図である。図中、17はLED、22は画像センサ、23はマイクロプロセッサである。また図18は、この発明の実施の形態8による座席の使用状況判定装置の画像センサの動作不良の検出を示すフローチャートである。この画像センサの動作不良検出はマイクロプロセッサ23にて行われる。図中、ステップS110は画像センサの不良検査開始処理、ステップS150はLEDを照射したときの画像信号の取得処理、ステップS160はLEDを照射していないときの画像信号の取得処理、ステップS170はLEDを照射したときの画像信号と照射しないときの画像信号の比較処理であり、ステップS180はステップS170で比較した結果正常でないと判断したとき動作不良として警告信号出力処理、ステップS190はステップS170で比較した結果正常であると判断したときの動作正常として座席の使用状況判定開始処理をそれぞれ示す。
【0041】
次にブロックの動作を説明する。LED17を照射したときに画像センサ22で取得した画像と、LED17を照射しないときに画像センサ22で取得した画像とをマイクロプロセッサ23で比較する。この前記2つの画像の比較からマイクロプロセッサ23で画像センサ22が正常か正常でないかを判断することにより、画像センサの不良検査が可能である。これは、即ち、LED17による照射があれば鮮明で強度な画像が画像センサ22により得られる。LED17による照射がない場合は不鮮明で弱度な画像が画像センサ22により得られる。そして、画像センサ22が正常であればそれぞれの条件(LED17の照射の有無)に応じた画像の取得をマイクロプロセッサ23により判断できる。
【0042】
【発明の効果】
この発明によれば、座席の少なくとも一部を含む範囲を撮影し画像情報を得る画像入力部と、前記座席の使用状況に対応した複数のひな型画像を格納しているひな型格納部と、前記画像入力で得られた画像情報と前記ひな型格納部に格納されている各々のひな型画像との照合を行い、前記入力画像の画素値に基づいて判定しきい値を変更して前記座席の使用状況を判定する状況判定部と、前記状況判定部の判定に基づき、所定条件下において車両内部構造体への衝突から乗員を保護する保護手段に対し、前記保護手段の作動を制御する制御信号出力部とを備えたので、入力画像の画素値に基づいて判定のしきい値を変更することにより、助手席の照明状態に判定結果が影響されなくなるため、誤判定を防ぐことができるという効果がある。
【0043】
また、前記画像入力部によって撮影された入力画像をベクトルデータに変換するデータ変換部を備え、ひな型格納部は前記座席の使用状況に対応した複数のひな型画像を前記データ変換部により変換されたベクトルデータで格納し、状況判定部は前記データ変換部で変換された前記入力画像に対応するベクトルデータと、前記ひな型格納部に格納されている各々のひな型画像のベクトルデータとの照合を行い、前記入力画像の画素値に基づいて判定しきい値を変更して前記座席の使用状況を判定することで、助手席の照明状態に判定結果が影響されなくなるため、誤判定を防ぐことができるという効果がある。
【0044】
また、座席の少なくとも一部を含む範囲を撮影し画像情報を得る画像入力部と、座席位置と前記座席位置の周辺を照明する複数の距離測定用照明を備え、前記画像入力部の画像中に含まれる前記距離測定用照明のスポット位置に基づき撮影対象までの距離を算出する距離計測部と、前記距離計測部によって算出された距離から前記座席の使用状況を判定する状況判定部と、前記状況判定部の判定に基づき、所定条件下において車両内部構造体への衝突から乗員を保護する保護手段に対し、前記保護手段の作動を制御する制御信号出力部とを備えたので、乗員がどの位置に存在しても必ず乗員を検出することができるため、乗員検出精度が向上するという効果がある。
【0045】
また、前記距離測定用照明は、画像を撮像する時間だけ照明を行う画像入力用の照明も兼ねているので、小型で安価な座席の使用状況判定装置を実現することができるという効果がある。
【0046】
また、前記座席の使用状況判定装置は、N×N個の画素でマトリックス構成された前記画像入力部を備えたので、小型で安価な座席の使用状況判定装置を実現することができるという効果がある。
【0047】
また、画像入力部と、距離計測部と、制御信号出力部を1つの半導体チップ上に集積化したので、小型で安価な座席の使用状況判定装置を実現することができるという効果がある。
【0048】
また、画像入力部に特定の波長の光だけを透過する光波長選択フィルタを備えたので、耐久性の高い座席の使用状況判定装置を提供することができるという効果がある。
【0049】
また、電源投入時に画像入力部の動作不良を判定する動作不良判断部を備えたので、座席の使用状況判定装置の信頼性を高めることができるという効果がある。
【0050】
また、動作不良判断部は、距離測定用照明を照射した場合の入力画像と、照射しない場合の入力画像とを比較する機能を備えたので、座席の使用状況判定装置の信頼性を高めることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施の形態1の機能構成を示すブロック図である。
【図2】 実施の形態1のひな型格納部に格納されている乗員無の場合のひな型画像と助手席の状態を示す図である。
【図3】 実施の形態1のひな型格納部に格納されている乗員有の場合のひな型画像と助手席の状態を示す図である。
【図4】 実施の形態1のひな型格納部に格納されているCRS前向の場合のひな型画像と助手席の状態を示す図である。
【図5】 実施の形態1のひな型格納部に格納されているCRS後向の場合のひな型画像と助手席の状態を示す図である。
【図6】 実施の形態1のひな型格納部に格納されているスタンディングチャイルドの場合のひな型画像と助手席の状態を示す図である。
【図7】 実施の形態1のデータ変換部と状況判定部における入力画像とひな型画像の照合過程の例を示す図である。
【図8】 実施の形態1の展開信号出力部に格納されているエアバッグ展開の可否を決定するためのテーブルの例を示す図である。
【図9】 本発明の実施の形態2の機能構成を示すブロック図である。
【図10】 本発明の実施の形態2における距離計測部の距離測定用照明の光スポットが当たる位置を示す図である。
【図11】 本発明の実施の形態3の構成を示す図である。
【図12】 実施の形態3におけるLEDスポット光の変化の例を示す図である。
【図13】 本発明の実施の形態4の構成を示すブロック図である。
【図14】 本発明の実施の形態5の構成を示すブロック図である。
【図15】 本発明の実施の形態6の構成を示すブロック図である。
【図16】 本発明の実施の形態7の動作を説明するフローチャートである。
【図17】 本発明の実施の形態8の構成を示すブロック図である。
【図18】 本発明の実施の形態8における動作を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
1 画像入力部、2 データ変換部、3 画素平均値計算部、4 状況判定部、5 ひな型格納部、6 制御信号出力部、13 距離計測部、14 インパネ近接位置測距照明、15 助手席座面位置測距照明、16 中間位置測距照明、17 LED、18 ケース、19 LED用レンズ、20 LEDの光、21 ピエゾ素子、22 画像センサ、23 マイクロプロセッサ、24 アナログ/デジタル変換器、25 画素、26 半導体基板、27 光波長選択フィルタ、28 撮像レンズ。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an apparatus for determining the use status of a seat, such as whether a person is sitting in the seat or whether luggage is placed, and in particular, in an automobile or the like, an airbag apparatus is used according to the use status of the seat. The present invention relates to a device that controls the operation of an occupant protection device such as a seat belt device.
[0002]
[Prior art]
In an automobile in which an airbag is incorporated as an occupant protection device, the airbag operates in the event of a vehicle collision even when no passenger is present in the passenger seat. This operation is meaningless, and it is necessary to replace the operated device even if it is repaired, and there is an unnecessary repair cost. Therefore, it is desirable to stop the operation of the airbag when there is no occupant. Therefore, it is necessary to determine the use situation of the passenger seat when the airbag for the passenger seat is activated. In addition, it is required that the airbag is not deployed when the child seat on which the infant rides is mounted rearward. For this reason, it is desirable that the orientation of the child seat can be detected when the airbag is deployed. A known example of a passenger seat use state determination device that can identify a rear-facing child seat is a distance sensor.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
As a well-known example of a passenger seat presence / absence detection device in a passenger seat, there is an example using a load sensor in JP-A-7-186880. However, such load sensors cannot distinguish between passengers and luggage, and there are problems such as unnecessary repair costs when the airbag is activated when luggage is loaded on the passenger seat. .
[0004]
As a known example of a passenger seat use state determination device capable of identifying a rear-facing child seat, there is an example using a distance sensor in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-19006.
[0005]
However. In this method, it is difficult to distinguish the case where the occupant turns forward and the rear facing child seat.
[0006]
In order to solve the above-described problems, the present invention provides a seat use state determination device that determines whether there is a passenger in the passenger seat, determines the direction of the child seat, and determines whether an object on the passenger seat is a passenger or a baggage. The purpose is to do.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The seat usage status determination apparatus according to the present invention includes an image input unit that captures a range including at least a part of a seat and obtains image information, and a plurality of distance measurement lights that illuminate the seat position and the periphery of the seat position. A distance measuring unit that calculates a distance to a photographing target based on a spot position of the distance measuring illumination included in the image of the image input unit, and a use situation of the seat from the distance calculated by the distance measuring unit And a control signal output unit for controlling the operation of the protection means against the protection means for protecting the occupant from a collision with the vehicle internal structure under a predetermined condition based on the determination of the situation determination section It is equipped with.
[0008]
Further, the distance measuring illumination also serves as an image input illumination that performs illumination for a time required to capture an image.
[0009]
In addition, the seat usage status determination apparatus includes the image input unit configured in a matrix with N × N pixels.
[0010]
Further, the image input unit, the distance measurement unit, and the control signal output unit are integrated on one semiconductor chip.
[0011]
Further, the image input unit includes an optical wavelength selection filter that transmits only light of a specific wavelength.
[0012]
In addition, an operation failure determination unit that determines operation failure of the image input unit when the power is turned on is provided.
[0013]
In addition, the malfunction determination unit has a function of comparing an input image when the distance measurement illumination is irradiated with an input image when the distance measurement illumination is not irradiated.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a seat usage status determining apparatus according to
[0015]
Next, the operation will be described. The
[0016]
The passenger seat states in the present embodiment are 5 for passenger-free, passenger-occupied, child seat forward (hereinafter referred to as CRS forward), child seat rearward (hereinafter referred to as CRS backward), and child standing (hereinafter referred to as standing child). Types are assumed (FIGS. 2A to 6A), and a plurality of template images correspond to each state (FIGS. 2B to 6B). In the figure, 7 is a passenger seat, 8 is a passenger seat instrument panel (hereinafter referred to as instrument panel), 9 is a seated passenger (adult), 10 is a child seat, 11 is a seated child, and 12 is standing up. Indicates a child (standing child). In the
[0017]
Hereinafter, the operation of the present embodiment will be described with reference to FIG. First, the input image captured by the
[0018]
Next, the vector representation of the input image obtained by the data conversion unit 2 is collated with model data that is a vector representation of the usage status of the five types of seats stored in the
[0019]
The similarity between the vector data can be calculated by using, for example, inner product calculation, and the similarity between the template data and the vector data of the input image is obtained as, for example, the sum of the similarities in the vertical direction and the horizontal direction. The use status of the seat to which the template data that has the maximum value among the similarity to each template data obtained in this way and exceeds the determination threshold is used as the output of the
[0020]
Finally, the control
[0021]
As described above, the airbag deployment control can be determined from the image obtained by photographing the situation of the passenger seat.
[0022]
In the present embodiment, an example is shown in which the division of the input image in the data conversion unit 2 is the same width in the horizontal direction and the vertical direction, but the division width may be different, and the division direction may be the horizontal direction or the vertical direction. Either one of them may be used. In the present embodiment, the control
[0023]
Furthermore, in the present embodiment, the pixel average value calculation unit 3 has shown an example in which the pixel values of all or some of the pixels are simply averaged. For example, for the pixel value of the center pixel of the image sensor, May be weighted average by multiplying a large coefficient and applying a small coefficient to the pixel values of surrounding pixels.
[0024]
Embodiment 2. FIG.
FIG. 9 is a diagram showing a configuration of a seat usage status determining apparatus according to Embodiment 2 of the present invention. The
[0025]
As an example of occupant detection according to the present embodiment, a case will be described in which the seating position of the passenger seat is viewed from directly above and nine ranging illuminations are emitted as shown in FIG. For example, in the case of no occupant, as shown in FIG. 10 (a), among the spotlights of the distance measuring illumination, the instrument panel proximity position
[0026]
In addition, when the standing
[0027]
Further, when the standing
[0028]
In the second embodiment, the detection of the presence of the passenger and the standing child has been described, but it goes without saying that the CRS forward and CRS backward can be detected in the same manner.
[0029]
Further, in the second embodiment, a case has been described where the number of ranging illuminations is three for each position, a total of nine, but each position may be one or two, or may be four or more. In addition, the same number of distance measuring lights may not be used for each position. For example, the number of instrument panel near position distance measuring lights, front passenger seat surface position distance measuring lights, and intermediate position distance measuring lights are three, two, Two may be used.
[0030]
Embodiment 3 FIG.
FIG. 11 is a diagram showing a configuration of a seat usage status determining apparatus according to Embodiment 3 of the present invention. In the figure, 17 is an LED, 19 is a lens for condensing LED light, 20 is LED light, 21 is a piezoelectric element whose length changes with voltage, 22 is an image sensor constituting an image input unit, and 23 is a
[0031]
Next, the operation will be described with reference to FIGS. When performing distance measurement, a signal is sent from the
[0032]
FIG. 13 is a diagram showing a configuration of a seat usage status determining apparatus according to
[0033]
Next, the operation will be described with reference to FIG. The
[0034]
In the fourth embodiment, the
[0035]
Next, the operation will be described. The
[0036]
FIG. 15 is a diagram showing a configuration of a seat usage status determining apparatus according to
In the figure,
[0037]
Next, the operation will be described. Since the optical wavelength selection filter that transmits only the light having the wavelength of the light transmitted through the cigarette dust is attached in front of the
[0038]
FIG. 16 is a flowchart showing detection of an operation failure of the image sensor of the seat usage status determination apparatus according to
[0039]
Next, the operation of each block will be described. First, when the power is turned on in step S100, the defect determination of the image sensor in step S110 is started, and in step S120, it is determined whether or not the output signal of each pixel of the image sensor is output with a normal value. If not output, a warning is given as an operation failure in step S130. On the other hand, if it is output as a normal value in the determination process in step S120, it is determined that the operation is normal, and the use state of the seat is determined in step S140 to start occupant detection.
[0040]
FIG. 17 is a block diagram showing detection of an operation failure of the image sensor of the seat usage status determination apparatus according to
[0041]
Next, the operation of the block will be described. The
[0042]
【The invention's effect】
According to the present invention, an image input unit that captures a range including at least a part of a seat and obtains image information, a model storage unit that stores a plurality of model images corresponding to the use state of the seat, and the image The image information obtained by input is compared with each model image stored in the model storage unit, and the determination threshold value is changed based on the pixel value of the input image to determine the use status of the seat. And a control signal output unit for controlling the operation of the protection means against the protection means for protecting the occupant from a collision with the vehicle internal structure under a predetermined condition based on the determination of the situation determination section. Since the determination result is not affected by the illumination state of the passenger seat by changing the determination threshold based on the pixel value of the input image, there is an effect that erroneous determination can be prevented.
[0043]
And a data conversion unit that converts the input image captured by the image input unit into vector data, and the model storage unit is a vector obtained by converting a plurality of model images corresponding to the use situation of the seat by the data conversion unit. The data is stored, and the situation determination unit compares the vector data corresponding to the input image converted by the data conversion unit with the vector data of each template image stored in the template storage unit, and By determining the use situation of the seat by changing the determination threshold based on the pixel value of the input image, the determination result is not affected by the lighting state of the passenger seat, so that an erroneous determination can be prevented There is.
[0044]
The image input unit includes an image input unit that captures a range including at least a part of the seat and obtains image information, and a plurality of distance measurement lights that illuminate the seat position and the periphery of the seat position. A distance measuring unit that calculates a distance to an imaging target based on a spot position of the included illumination for distance measurement, a situation determining unit that determines a use situation of the seat from the distance calculated by the distance measuring unit, and the situation A control signal output unit for controlling the operation of the protection means is provided for the protection means for protecting the occupant from a collision with the vehicle internal structure under a predetermined condition based on the determination by the determination unit. An occupant can always be detected even if the vehicle is present in the vehicle, so that the occupant detection accuracy is improved.
[0045]
In addition, the distance measurement illumination also serves as an image input illumination that performs illumination for the time required to capture an image, so that there is an effect that it is possible to realize a small and inexpensive seat usage determination device.
[0046]
In addition, since the seat usage status determination device includes the image input unit configured in a matrix with N × N pixels, it is possible to realize a small and inexpensive seat usage status determination device. is there.
[0047]
In addition, since the image input unit, the distance measurement unit, and the control signal output unit are integrated on one semiconductor chip, there is an effect that a small and inexpensive seat use state determination device can be realized.
[0048]
In addition, since the image input unit includes the optical wavelength selection filter that transmits only light of a specific wavelength, there is an effect that it is possible to provide a highly durable seat use state determination device.
[0049]
In addition, since the operation failure determination unit that determines the operation failure of the image input unit when the power is turned on is provided, there is an effect that the reliability of the seat use state determination device can be improved.
[0050]
In addition, since the malfunction determination unit has a function of comparing the input image when the distance measurement illumination is irradiated and the input image when the distance measurement illumination is not irradiated, the reliability of the seat usage status determination device can be improved. There is an effect that can be done.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram illustrating a functional configuration according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a model image and a passenger seat state when no occupant is stored in the model storage unit according to the first embodiment;
FIG. 3 is a diagram showing a model image and a passenger seat state in the case where there is an occupant stored in the model storage unit of the first embodiment.
FIG. 4 is a diagram showing a model image and a state of a passenger seat in the case of CRS forward stored in the model storage unit of the first embodiment.
FIG. 5 is a diagram showing a model image and a state of a passenger seat in the case of CRS backwards stored in the model storage unit according to the first embodiment.
6 is a diagram showing a model image and a state of a passenger seat in the case of a standing child stored in the model storage unit of
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a matching process between an input image and a template image in the data conversion unit and the situation determination unit according to the first embodiment.
8 is a diagram showing an example of a table for determining whether or not an airbag can be deployed stored in the deployment signal output unit of the first embodiment. FIG.
FIG. 9 is a block diagram showing a functional configuration of a second embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a diagram illustrating a position where a light spot of a distance measurement illumination of a distance measurement unit according to a second embodiment of the present invention hits.
FIG. 11 is a diagram showing a configuration of a third embodiment of the present invention.
12 is a diagram showing an example of changes in LED spot light in Embodiment 3. FIG.
FIG. 13 is a block diagram showing a configuration of a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 14 is a block diagram showing a configuration of a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 15 is a block diagram showing a configuration of a sixth embodiment of the present invention.
FIG. 16 is a flowchart for explaining the operation of the seventh embodiment of the present invention.
FIG. 17 is a block diagram showing a configuration of an eighth embodiment of the present invention.
FIG. 18 is a flowchart illustrating an operation in the eighth embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
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