JP4623501B2 - 検知システム、報知装置、駆動装置、車両 - Google Patents

Description

本発明は、車両に搭載される検知システムに係り、詳しくは複数の車両シートにつき、各車両シート上の着座物に関する着座物情報を検知する検知システムの構築技術に関するものである。

従来、カメラ等の撮像手段を用いて、車両シート上の着座物に関する情報を検知する種々の技術が知られている。例えば、下記特許文献１には、車両乗員の前方に設置した１台のカメラを用い、当該車両乗員の位置を検出しようとする乗員検知装置の構成が開示されている。
特開２００３−２９４８５５号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載の乗員検知装置のように、１台のカメラを用いて車両乗員に関する情報を検知する技術では、当該カメラの視野に限界があることから、複数の車両乗員に関する情報を検知する要請に応えるのが難しい。このような要請に応えるべく、複数の車両乗員に関する情報を検知する技術として、広い視野を備える広角レンズや魚眼レンズを用いる技術も提案されているが、このような技術を用いると、広角にすることで発生する画像の歪みを補正する必要が生じるため、装置が複雑化したり大型化するという問題が生じる。
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、複数の車両シートにつき、各車両シート上の着座物に関する着座物情報を簡便に検知するのに有効な技術を提供することを課題とする。

前記課題を解決するために、本発明が構成される。本発明は、典型的には自動車において、各車両シート上の着座物に関する着座物情報を検知する検知システムに適用することができるが、自動車以外の車両において、各車両シート上の着座物に関する着座物情報を検知する検知システムの構築技術に対しても同様に、本発明を適用することが可能である。

（本発明の第１発明）
前記課題を解決する本発明の第１発明は、請求項１に記載されたとおりの検知システムである。
請求項１に記載のこの検知システムは、複数の車両シートにつき、各車両シート上の着座物に関する着座物情報を検知する検知システムであって、単一の撮像手段、投影手段、検出手段を少なくとも備える。ここでいう「着座物」には、車両シート上に直接的あるいは間接的に着座した車両乗員をはじめ、車両シート上に置かれた物体（例えばチャイルドシート）などが広く包含される。また、「着座物に関する情報」としては、着座物の形状（体積や体格）、着座物の位置、着座物の姿勢、着座物の有無、着座物の種類などが挙げられる。また、本発明でいう「車両シート」は、各着座物に対応して規定されるシート領域を示すものであり、ここでいう車両シートの数と実際の構造物としてのシート数との対応関係は問わない。例えば、一度に２人の車両乗員が着座可能な１つのシートは、本発明では２つの車両シートを有する構成とされる。

本発明の単一の撮像手段は、画像を検出可能な機能を有する手段であり、典型的には、車室内に装着された単一（１台）のカメラによって構成される。本発明は、着座物情報を検知するのに用いる撮像手段が単一化される構成であればよく、当該撮像手段に加え別の目的で使用されるカメラ等の撮像手段を設置する構成を妨げない。
本発明の投影手段は、単一の撮像手段よりも広範囲の視野を備えるとともに、当該単一の撮像手段に対し、着座物を各車両シートに対応させて独立して投影可能な機能を有する手段として構成される。このような構成の投影手段によって、単一の撮像手段に投影された着座物は、そのまま単一の撮像手段によって検出されることとなる。なお、この投影手段は、単一の撮像手段に対し、複数の着座物を各車両シートに対応させて独立して投影可能であるところ、単一の着座物を投影可能であることはもちろんである。特にこの投影手段は、投影レンズと、第１反射面及び第２反射面を有するミラーとを有し、運転席シート上の着座物がミラーの第１反射面で反射された後に投影レンズを介して単一の撮像手段に投影され、助手席シート上の着座物がミラーの第２反射面で反射された後に投影レンズを介して単一の撮像手段に投影され、後席シート上の着座物が投影レンズのみを介して単一の撮像手段に投影されるように構成される。
本発明の検出手段は、単一の撮像手段によって検出された画像から、各車両シート上の着座物に関する着座物情報を検出（抽出）する機能を有する手段として構成される。このような構成の検出手段の処理によって、所望の着座物情報が導出されることとなる。検出手段によるこのような処理は、既知の画像処理や演算処理などによって達成される。なお、導出された当該着座物情報は、エアバッグやシートベルト等の乗員保護装置の制御や、車両における各種の制御対象の制御に適宜用いられる。

請求項１における上記構成の検知システムによれば、単一の撮像手段を用いるとともに、当該単一の撮像手段に対し、着座物を各車両シートに対応させて独立して投影可能な投影手段を用いる構成によって、複数の車両シートを対象として、各車両シート上の着座物に関する着座物情報を簡便に検知することが可能となる。本構成は、例えば、広角レンズや魚眼レンズを用いる場合に行う歪み補正が必要とならず、このような場合に比して装置が複雑化したり大型化するという問題が解消される。
なお、本発明の検知システムによって、複数の車両シートにつき、各車両シート上の着座物に関する着座物情報の検知を簡便に行うことが可能であり、単一の車両シート上の着座物に関する着座物情報を検知する場合においてもなお、当該検知を簡便に行うことが可能とされる。

（本発明の第２発明）
前記課題を解決する本発明の第２発明は、請求項２に記載されたとおりの検知システムである。
請求項２に記載のこの検知システムでは、請求項１に記載の検出手段は、単一の撮像手段によって検出された画像から、当該単一の撮像手段と各着座物との間の距離を検出し、これによって当該着座物の立体形状を推定する構成とされる。このような構成によれば、着座物の立体形状から所望の着座物情報を検出することが可能となる。

（本発明の第３発明）
前記課題を解決する本発明の第３発明は、請求項３に記載されたとおりの検知システムである。
請求項３に記載のこの検知システムでは、請求項２に記載の検出手段は、単一の撮像手段と各着座物との間の検出距離に基づいて、当該着座物の立体形状を空間座標（３Ｄ座標）として数値化する構成とされる。当該空間座標の設定に関しては、単一の撮像手段からの極座標を用いてもよいし、単一の撮像手段の光軸をＺ軸としてその直交座標で数値化してもよいし、またその後の演算を簡略化するべく、車両の前後方向、上下方向、左右方向の各方向の座標軸に座標変換してもよい。このような構成によれば、着座物の立体形状を精度良く推定することが可能となり、所望の着座物情報の検出精度を高めることができる。

（本発明の第４発明）
前記課題を解決する本発明の第４発明は、請求項４に記載されたとおりの検知システムである。
請求項４に記載のこの検知システムでは、請求項２または請求項３に記載の検出手段は、推定した立体形状のうち、着座物としての車両乗員の特定部位に対応する形状の位置を検出することによって、当該車両乗員の位置に関する情報を検出する構成とされる。ここでいう「特定部位」として、人体的特徴を把握するのに有効な部位を設定することができ、具体的には、顔または下顎の一部、片側の肩などが挙げられる。このような特定部位を識別することによって、首や肩などの人体的特徴部位の位置を検出することが可能となる。このような構成によれば、着座物の立体形状から車両乗員の位置に関する情報を簡便に検出することが可能となる。

（本発明の第５発明）
前記課題を解決する本発明の第５発明は、請求項５に記載されたとおりの検知システムである。
請求項５に記載のこの検知システムでは、請求項２または請求項３に記載の検出手段は、推定した立体形状のうち、着座物としての車両乗員の特定部位に対応する形状の位置を検出するとともに、当該立体形状の体積に関する情報を導出し、これによって当該車両乗員の大きさや姿勢に関する情報を検出する構成とされる。このような構成によれば、着座物の立体形状から車両乗員の大きさや姿勢に関する情報を簡便に検出することが可能となる。

（本発明の第６発明）
前記課題を解決する本発明の第６発明は、請求項６に記載されたとおりの検知システムである。
請求項６に記載のこの検知システムでは、請求項１〜請求項５のいずれかに記載の検出手段は、単一の撮像手段における被投影領域のうち、各車両シート上の着座物が投影される予め設定された領域についてのみ検出処理を行う構成とされる。すなわち、被投影領域の全領域の中で、対象となる着座物の示す領域が特定されている場合には、当該特定の領域に限って検出処理を行う。このような構成によれば、単一の撮像手段における被投影領域のうち、検出手段による検出処理の領域を限定し、その他の領域における余分な検出処理を抑えることによって、検出に関する処理量（演算量）の低減を図ることができ、高速処理を可能とする。また、処理量（演算量）の低減を図ることによって、処理負担が軽減され、システム上のコスト削減を図るのに有効である。

（本発明の第７発明）
前記課題を解決する本発明の第７発明は、請求項７に記載されたとおりの検知システムである。
請求項７に記載のこの検知システムでは、請求項１〜請求項６のいずれかに記載の検出手段は、検出した着座物情報に基づいて、車両シート上の着座物が車両乗員とチャイルドシートのいずれかであるかを判別する構成とされる。一例として、着座物の立体形状を推定し、その立体形状の違いから着座物が車両乗員であるか、或いはチャイルドシートであるかが識別される。このような構成によれば、着座物が車両乗員である場合と、チャイルドシートである場合とで制御態様が異なる制御対象を制御するのに有効である。この制御対象の典型例としては、エアバッグが挙げられる。エアバッグの制御に関しては、着座物が車両乗員である場合には、エアバッグを乗員保護領域に展開膨張させる制御によって当該車両乗員の保護を図り、着座物がチャイルドシートである場合には、エアバッグを展開膨張させない制御を行う。

（本発明の第８発明）
前記課題を解決する本発明の第８発明は、請求項８に記載されたとおりの検知システムである。
請求項８に記載のこの検知システムは、請求項１〜請求項７のいずれかに記載の構成において、更に照射手段（照明手段）を備える。この照射手段は、単一の撮像手段と車両シート上の着座物との間の距離や画角（向き）に基づいて、当該着座物に対する照射態様を可変とする構成とされる。ここでいう「照射態様」には、照射（照明）の強度、広がり、発光間隔、波長などが広く包含される。また、「照射態様を可変とする構成」に関しては、照射態様が着座物毎に予め設定された構成であってもよいし、或いは単一の撮像手段と車両シート上の着座物との間の距離や画角を検出するごとに照射態様を随時変化させる構成であってもよい。このような構成によれば、照射手段の照射態様が着座物毎に適正化されるため、照射に関する効率を向上させことができる。
なお、本発明において、照射手段は、各着座物に応じて照射態様を独立して設定可能な、着座物毎の駆動回路を備える構成であるのが好ましい。このような構成により、照射手段による照射態様の制御が合理的に行われる。また、本発明において、照射手段は、近赤外線波長の照射光を照射する構成であるのが好ましい。このような照射光は、車両乗員の目に見えないため、車両乗員の視界に影響を及ぼしにくい照射手段が提供される。

（本発明の第９発明）
前記課題を解決する本発明の第９発明は、請求項９に記載されたとおりの報知装置である。
請求項９に記載のこの報知装置は、請求項１〜請求項８のいずれかに記載の検知システムと、検出手段によって検出された着座物情報を報知する報知手段を少なくとも備える構成とされる。ここでいう「報知」に関しては、音声（アナウンス、ブザー等）、表示（色、文字、記号、数値等）、振動などの各種の出力態様が包含される。このような構成によれば、着座物に関する着座物情報を報知することによって、車両乗員に対し当該着座物情報の伝達を速やかに行うことができる。

（本発明の第１０発明）
前記課題を解決する本発明の第１０発明は、請求項１０に記載されたとおりの報知装置である。
請求項１０に記載のこの報知装置では、請求項９に記載の検出手段は、着座物としての車両乗員に関し、着座物情報として当該車両乗員の大きさや姿勢を検出するとともに、当該大きさや姿勢に基づいて、車両事故の際、当該車両乗員が乗員保護手段、例えばエアバッグによって適正に保護され得る適正状態にあるか否かを判定する構成とされる。そして、この報知手段は、車両乗員が適正状態でないことを検出手段が判定した場合には、当該判定結果を報知するように動作する。このような構成によれば、車両乗員が適正状態でないことを報知することによって、当該車両乗員に対し姿勢の修正を速やかに促すことができる。

（本発明の第１１発明）
前記課題を解決する本発明の第１１発明は、請求項１１に記載されたとおりの報知装置である。
請求項１１に記載のこの報知装置では、請求項９に記載の検出手段は、着座物としての車両乗員に関し、着座物情報として当該車両乗員が着座しているか否かを検出する構成とされる。そして、この報知手段は、車両乗員が着座していることを示す情報を検出手段が検出した場合には、検出されたその情報を報知するように動作する。このような構成によれば、車両乗員が着座していることを示す情報を報知することによって、当該車両乗員を拘束するシートベルトの装着を速やかに促すことができる。

（本発明の第１２発明）
前記課題を解決する本発明の第１２発明は、請求項１２に記載されたとおりの駆動装置である。
請求項１２に記載のこの駆動装置は、請求項１〜請求項８のいずれかに記載の検知システムと、駆動制御手段を少なくとも備える。この駆動制御手段は、検出手段によって検出された、着座物情報としての車両乗員に関する情報に基づいて、車両内の各種の制御対象の駆動や、車両乗員を保護するべく作動する乗員保護手段の駆動を制御する機能を有する手段として構成される。このような構成によれば、車両シート上の着座物に関する着座物情報を、検知システムによって簡便に検出するとともに、当該検出結果を用いて各種の制御対象や乗員保護手段の駆動を制御する駆動装置が提供される。

（本発明の第１３発明）
前記課題を解決する本発明の第１３発明は、請求項１３に記載されたとおりの駆動装置である。
請求項１３に記載のこの駆動装置では、請求項１２に記載の乗員保護手段は、車両事故の際に、乗員保護領域に展開膨張するエアバッグと、当該エアバッグに展開膨張用のガスを供給するインフレータとを少なくとも備える。そして、この制御手段は、車両乗員の体格に関する情報に基づいて、エアバッグに対するインフレータのガス供給態様を制御するように動作する。これにより、車両事故の際、インフレータからエアバッグに供給されるガス圧力やガス供給量が、車両乗員の体格に応じて可変とされるように制御される。具体的には、体格の大きい大人などが着座していることを検知した場合よりも、体格の小さい子供などが着座していることを検知した場合の方が、インフレータからエアバッグに供給されるガス圧力やガス供給量を抑えるように制御される。このような構成によれば、検知システムによって簡便かつ精度良く検知された、車両乗員に関する情報を用いて、車両事故の際のエアバッグの展開膨張態様を合理的に制御することが可能とされ、これによって車両乗員の車両事故の際の保護徹底が図られる。

（本発明の第１４発明）
前記課題を解決する本発明の第１４発明は、請求項１４に記載されたとおりの車両である。
請求項１４に記載のこの車両は、請求項１２または１３に記載の駆動装置を備えた車両として構成される。このような構成によれば、車両シート上の着座物に関する着座物情報を、検知システムによって簡便に検出するとともに、当該検出結果を用いて各種の制御対象や乗員保護手段の駆動を制御する構成の車両が提供される。

（本発明の第１５発明）
前記課題を解決する本発明の第１５発明は、請求項１５に記載されたとおりの車両である。
請求項１５に記載のこの車両は、エンジン走行系統、電装系統、駆動制御手段、車両シート、カメラ、処理手段を少なくとも備える車両である。
エンジン走行系統は、エンジン及び車両の走行に関与する系統として構成される。電装系統は、車両に使われる電機部品に関与する系統として構成される。駆動制御手段は、エンジン走行系統及び電装系統の駆動制御を行う機能を有する手段として構成される。カメラは、車両シート上への視点設定を行うことが可能な単一のカメラとして構成される。処理手段は、単一のカメラにより得られる情報を駆動制御手段にて処理する機能を有する手段として構成される。本発明では、この処理手段が、請求項１〜８のいずれかに記載の検知システムを備える構成とされる。検知システムによって検知された、着座物に関する情報は、処理手段において適宜処理され、車両乗員を保護するべく作動する乗員保護手段をはじめ、車両に関する種々の制御対象の制御に用いられる。
このような構成によれば、車両シート上の着座物に関する着座物情報を、検知システムによって簡便に検出するとともに、当該検出結果を用いて各種の制御対象や乗員保護手段の駆動を制御する構成の車両が提供される。

以上のように、本発明によれば、特に単一の撮像手段を用いるとともに、当該単一の撮像手段に対し、着座物を各車両シートに対応させて独立して投影可能な投影手段を用いる構成によって、複数の車両シートにつき、各車両シート上の着座物に関する着座物情報を簡便に検知するのに有効な技術が提供されることとなった。

以下、本発明の実施の形態につき図面を参照しつつ詳細に説明する。まず、図１〜図３を参照しながら、本発明における「検知システム」の一実施の形態である乗員情報検知装置１００の構成を説明する。

本実施の形態に係る車両搭載用の乗員情報検知装置１００の構成が図１に示される。
図１に示すように、本実施の形態の乗員情報検知装置１００は、本発明の「車両」としての自動車１０において、複数の車両シートにつき、各車両シート上の車両乗員に関する情報（本発明における「着座物に関する着座物情報」に対応）を検知する装置として構成される。具体的には、この乗員情報検知装置１００は、前席シート（運転席シート、助手席シート）１４及び後席シート１６を撮影することによって、前席シート１４上の前席乗員Ｃ１や後席シート１６上の後席乗員Ｃ２の大きさ、形状、位置、乗員の有無、着座物の種類などの情報を検出する装置である。この乗員情報検知装置１００は、図１に示す例では、車両の天井内装部１２の左右センター部分に設置されている。当該箇所は、運転席シート、助手席シート及び後席シートの全体を見渡せる視野を有する。

また、当該自動車１０は、特に図示しないものの、エンジン及び車両の走行に関与する系統であるエンジン走行系統、車両に使われる電機部品に関与する系統である電装系統、エンジン走行系統及び電装系統の駆動制御を行う駆動制御手段、後述するカメラ１１２により得られる情報を駆動制御手段にて処理する処理手段（後述する制御部１２０）等を備える。

ここで、上記乗員情報検知装置１００を車内下方から視た斜視図が図２に模式的に示される。
図２に示すように、乗員情報検知装置１００は、室内側を覆う透明カバー１０１の内方に収容された、撮影部１１０及び制御部１２０を主体に構成されている。撮影部１１０がベース１１１の下側に配置され、制御部１２０がベース１１１の上側に配置されている。

撮影部１１０は、車両乗員を撮影する機能を有し、カメラ１１２、投影レンズ１１３、ミラー１１４、フロントイルミネータ１１５、リアイルミネータ１１６を少なくとも備える。

カメラ１１２は、Ｃ−ＭＯＳ又はＣＣＤ（電荷結合素子）を用いたうえで、光センサをアレイ状（格子状）に配置した３Ｄ（３次元画像）式のカメラとして構成される。このカメラ１１２（撮影部１１０）は、画像及びイルミネータ１１５，１１６から発光した光が対象物に反射してカメラに戻る時間を計測する事で当該対象物までの距離を求めた距離画像（３Ｄ）を検出可能な撮像手段として構成され、本発明における「単一の撮像手段」に対応している。

投影レンズ１１３及びミラー１１４は、車両シート上の着座物をカメラ１１２に投影する投影手段としての機能を有する。詳細については後述するが、投影レンズ１１３及びミラー１１４は、カメラ１１２よりも広範囲の視野を備えるとともに、当該カメラ１１２に対し、着座物を各車両シートに対応させて独立して投影可能な構成とされる。これにより、例えば、運転席シート上の車両乗員及び助手席シート上の車両乗員が、各々独立してカメラ１１２に対し投影されることとなる。これら投影レンズ１１３及びミラー１１４が、本発明における「投影手段」に相当する。

フロントイルミネータ１１５は、検出対象（照射対象）である着座物（例えば前席乗員Ｃ１）に向けて照射される照射手段（照明手段）として構成される。同様に、リアイルミネータ１１６は、検出対象（照射対象）である着座物（例えば後席乗員Ｃ２）に向けて照射される照明手段として構成される。詳細については後述するが、これらフロントイルミネータ１１５及びリアイルミネータ１１６は、カメラ１１２と着座物（車両乗員）との間の距離や画角（向き）に基づいて、当該着座物（車両乗員）に対する照射態様を可変とするように構成されており、本発明における「照射手段」に対応している。

制御部１２０は、撮影部１１０のカメラ１１２によって撮影された画像から、各車両シート上の着座物に関する着座物情報を検出（抽出）する機能を有する。この制御部１２０が本発明における「検出手段」を構成する。ここで、本実施の形態のこの制御部１２０のシステム構成が図３に示される。
図３に示すように、制御部１２０は、数値化手段１３０及び演算手段１４０、また特に図示しないものの入出力装置、記憶装置、周辺装置等を少なくとも備える。

数値化手段１３０は、画像処理部１３２を備え、カメラ１１２において撮影された画像がこの画像処理部１３２によって画像処理される。具体的には、カメラ１１２で撮影した車両乗員の立体表面形状の点画像を、多数の画素に分割する分割処理を行う。この処理がなされることによって、各車両乗員に対応した乗員情報が検出（抽出）されることとなる。この乗員情報としては、車両乗員の形状（体積や体格）、車両乗員の位置、車両乗員の姿勢、車両乗員の有無などが挙げられる。なお、当該処理に関しては、車室内では車両乗員の位置は、運転席、助手席、後部座席に固定されるため、カメラ１１２のセンサにおける被投影領域の全体のうち、各席に対応した領域を必要に応じて切り出して、当該領域についてのみ検出処理を行うのが好ましい。このような構成によれば、フレームレートを制限する要因である読み出し画素数（ＡＤ変換速度で画素数と速度が限定される）を制限することができ、高速処理を可能とする。また、処理対象の画素数が限定されることによって、画像処理部１３２の処理負担が軽減され、システム上のコスト削減を図るのに有効である。

演算手段１４０は、座標変換部１４１、面設定部１４２、体積計算部１４３、体格判別部１４４を少なくとも備える。
座標変換部１４１は、画像処理部１３２で画像処理された画像の座標変換処理を行う。すなわち、この座標変換処理によって、カメラ１１２の単一視点から車両シート上の着座物までの検出距離情報に基づいて、当該着座物の表面形状を空間座標（３Ｄ座標）として数値化される。これによって、当該着座物の表面形状が推定されることとなる。なお、この座標変換処理における座標系に関しては、カメラ１１２からの極座標を用いてもよいし、カメラ１１２の光軸をＺ軸としてその直交座標で数値化してもよいし、またその後の演算を簡略化するべく、車両の前後方向、上下方向、左右方向の各方向の座標軸に座標変換してもよい。このように空間座標として数値化された後は、当該着座物の大きさ、位置、表面形状の特徴等から、当該着座物が識別される。一例として、車両シート上の着座物が、車両乗員であるか、或いはチャイルドシートであるかが判別される。具体的には、車両シート上の着座物が車両乗員である場合と、後ろ向きに設置されたチャイルドシートである場合とでは、着座物の大まかな形状、シート面から一定以上の高さより上の表面形状または体積の空間的分布が異なることから、車両シート上の着座物が車両乗員であるか、またはチャイルドシートであるかが識別される。

更に、面設定部１４２、体積計算部１４３、体格判別部１４４によって、車両シート上の着座物の体積や体格が判別される。面設定部１４２は、カメラ１１２による単一視点の撮影では影部分となる着座物の裏側形状を規定するための基準面を設定する。この基準面は、例えば検出された着座物の表面形状を１８０度回転することによって規定される。面設定部１４２におけるこの基準面の設定の様子が図４に模式的に示される。
その他の方法としては、着座物がシートサイドよりも外側、シートバックよりも後ろ、シートクッションよりも下に存在する確率が低いことを考慮し、シートサイドに沿った基準面、シートバックに沿った基準面、シートクッションに沿った基準面の３つの基準面によって、当該着座物の裏側形状を規定することもできる。

体積計算部１４３は、着座物の表面形状及び裏側形状に基づいて、当該着座物の体積を導出する。更に、体格判別部１４４は、体積計算部１４３で導出された体積を用いて、着座物の体格を判別する。例えば、着座物が車両乗員である場合、人間の密度が水の密度とほぼ等しいことから、体積に密度１[ｇ／ｃｍ^３]を掛けることによって重さＷを得ることができ、これによって当該車両乗員の体格（大きさ）や姿勢を判別する。

なお、本実施の形態において、制御部１２０は、推定した立体形状のうち、着座物としての車両乗員の特定部位に対応する形状の位置を検出するのが好ましい。更には、当該立体形状の体積に関する情報を導出し、これによって当該車両乗員の大きさや姿勢に関する情報を検出するのが好ましい。ここでいう「特定部位」として、人体的特徴を把握するのに有効な部位を設定することができ、具体的には、顔または下顎の一部、片側の肩などが挙げられる。このような特定部位を識別することによって、首や肩などの人体的特徴部位の位置を検出することが可能となる。このような構成によれば、着座物の立体形状から車両乗員の大きさや姿勢に関する情報を簡便に検出することが可能となる。

ここで、上記構成の制御部１２０は、車両全般の制御を行う制御手段（ＥＣＵ）１６０に接続されており、制御部１２０において抽出された乗員情報は制御手段１６０に送られ、制御対象１７０の制御に用いられる。制御手段１６０は、乗員情報をはじめ、自車両の衝突予知や衝突発生に関する情報、当該車両の運転状態に関する情報、周辺の交通状況に関する情報、天候や時間帯に関する情報などの各種の情報などを検出し、制御対象１７０の制御を行う。例えば、制御手段１６０は、乗員情報、及び自車両の衝突予知や衝突発生に関する情報に基づいて、エアバッグ（本発明における「乗員保護手段」に対応）を乗員に最適な態様で展開膨張させるべく、ガス供給手段としてのインフレータを動作（エアバッグに対するガス供給圧、ガス供給量など）を制御する。この制御手段１６０は、制御部１２０によって検出された、着座物に関する情報に基づいて、車両内の制御対象の駆動や、車両乗員を保護するべく作動する乗員保護手段の駆動を制御する手段として構成され、本発明における「駆動装置を構成する駆動制御手段」に対応している。制御対象１７０としては、車両乗員の保護を図るべく作動するエアバッグモジュール、その他の制御を行う制御対象などを用いることができる。

更には、制御部１２０によって検出された、着座物に関する着座物情報を車両乗員に報知するべく用いる報知手段（本発明における「報知装置を構成する報知手段」に対応）を、制御対象１７０とすることができる。これにより、着座物の形状（体積や体格）、着座物の位置、着座物の姿勢、着座物の有無、着座物の種類などが、車両乗員に報知される。当該報知手段における報知態様には、音声（アナウンス、ブザー等）、表示（色、文字、記号、数値等）、振動などの各種の出力態様が包含される。このような構成によれば、着座物に関する着座物情報を報知することによって、車両乗員に対し当該着座物情報の伝達を速やかに行うことができる。

具体例として、着座物情報として当該車両乗員の大きさや姿勢を制御部１２０が検出するとともに、当該大きさや姿勢に基づいて、車両事故の際、当該車両乗員が乗員保護手段、例えばエアバッグによって適正に保護され得る適正状態にあるか否かを判定する構成とされる。そして、この報知手段は、車両乗員が適正状態でないことを検出手段が判定した場合には、当該判定結果を報知するように動作する。このような構成によれば、車両乗員が適正状態でないことを報知することによって、当該車両乗員に対し姿勢の修正を速やかに促すことができる。また、着座物情報として当該車両乗員が着座しているか否かを制御部１２０検出する構成とされる。そして、この報知手段は、車両乗員が着座していることを示す情報を検出手段が検出した場合には、検出されたその情報を報知するように動作する。このような構成によれば、車両乗員が着座していることを示す情報を報知することによって、当該車両乗員を拘束するシートベルトの装着を速やかに促すことができる。

次に、上記構成の撮影部１１０の具体的な作用を、図５〜図７を参照しながら説明する。ここで、図５には、撮影部１１０のカメラ１１２によって前席乗員Ｃ１が撮影される様子が示され、図６には、撮影部１１０のカメラ１１２によって後席乗員Ｃ２が撮影される様子が示されている。また、図７には、撮影部１１０のカメラ１１２による撮影の様子と、フロントイルミネータ１１５及びリアイルミネータ１１６による照射の様子が模式的に示される。

図５及び図６に示すように、フロントイルミネータ１１５及びリアイルミネータ１１６の照射状態において、前席乗員Ｃ１の視野と後席乗員Ｃ２の視野を、単一のイメージセンサ（カメラ１１２）に投影する。前席乗員Ｃ１の視野は、図５に示すように、ミラー１１４及び投影レンズ１１３を介してイメージセンサに投影される一方、後席乗員Ｃ２の視野は、図６に示すように、投影レンズ１１３を介してイメージセンサに投影される。一例として、図５にはイメージセンサ（カメラ１１２）のおよそ４分の３の面積に前席乗員Ｃ１を投影し、図６には当該イメージセンサのおよそ４分の１の面積に後席乗員Ｃ２を投影する場合を示している。

ここで、カメラ１１２の設置場所やルーフの高さなどによっては、カメラ１１２の視野角に対し、前席である運転席と助手席を同時に視るための視野が広い場合や狭い場合がある。当該視野が広い場合には、視野を複数に分割する必要がある。例えば、カメラ１１２の視野角がおよそ８０°であるのに対し、前席である運転席と助手席を同時に視るための視野がおよそ１００°から１２０°となる場合がある。そこで、図５に示す実施の形態では、視野を２つに分割して運転席と助手席の両方を視るように構成している。具体的には、ミラー１１４を、２つの平面鏡である第１反射面１１４ａ及び第２反射面１１４ｂによって構成し、第１反射面１１４ａを用いて運転席に対応した着座物を視るとともに、第２反射面１１４ｂを用いて助手席に対応した着座物を視るようにする。ミラー１１４のこのような構成によって、前席である運転席及び助手席の２つの領域を同時に視るための視野を確保することが可能となる。このように、本実施の形態のミラー１１４は、予め見込んだ規定の視野に合致する視野を備えるミラーを、車両側に対し固定式とした構成になっている。

また、図７に示すように、本実施の形態では、カメラ１１２の視野８０°を、前席が６０°の視野で、後席が２０°の視野に割り当てている。なお、ミラー１１４として凹面鏡や凸面鏡を使用したり、当該ミラー１１４のカバー部にレンズを設ける構成によって、視野の拡大や縮小といった調整が可能である。

また、図７に示すように、本実施の形態では、投影領域に対応して照射手段（照明手段）も分割して設置されている。図７に示す例では、前席の投影領域に対応して、フロントイルミネータ１１５が車両前後方向に関し複数に分割（図７に示す例では３分割）されて設置され、後席の投影領域に対応して、リアイルミネータ１１６が車両前後方向に関し３分割されて設置されている。後席は前席に比べて着座物までの距離が延びることから、照射手段の焦点（フォーカス）を絞ることによって、必要照度を確保することが可能となる。

また、本実施の形態では、車両乗員までの距離や焦点（フォーカス）、画角（向き）などを考慮しつつ、センサの検出に要求される時間及び検出周期に応じて照度を最大化したり、照射手段の発光劣化や発熱を最大限にして照明の寿命を延ばすべく、照射手段の発光間隔や照射強度を、投影領域毎に独立して可変とする構成であるのが好ましい。具体的には、照射手段は、各着座物に応じて照射態様を独立して設定可能な、着座物毎の駆動回路を備える構成であるのが好ましい。このような構成により、照射手段による照射態様の制御が合理的に行われる。

また、本実施の形態において、照射態様を可変とする構成に関しては、照射態様が着座物毎に予め設定された構成であってもよいし、或いはカメラ１１２と車両シート上の着座物との間の距離や画角を検出するごとに照射態様を随時変化させる構成であってもよい。このような構成によれば、照射手段の照射態様が着座物毎に適正化されるため、照射に関する効率を向上させことができる。

また、本実施の形態において、照射手段は、近赤外線波長の照射光を照射する構成であるのが好ましい。このような照射光は、車両乗員の目に見えないため、車両乗員の視界に影響を及ぼしにくい照射手段が提供される。

また、本実施の形態において、照射手段の設置箇所に関しては、着座物（検出対象）の一部が視野に入ればよく、車両中央部を前後方向に延在するルーフセンターライン上を設置箇所とするのが好ましい。とりわけ、後席への視野を考慮する場合には、ルーフセンターライン上の前後センター部分を設置箇所とするのがより好ましい。当該設置箇所は、運転席シート上、助手席シート上及び後席シート上の着座物に関する着座物情報を検知可能な位置である。

なお、本実施の形態では、投影レンズ１１３とミラー１１４の組み合わせにかえて、入射光を屈折・反射・拡散するといった働きをする光学部品としての「プリズム」を用いることもできる。このような構成によれば、投影レンズ１１３とミラー１１４の機能をプリズムに集約することによって、装置の小型化を図るのに有効である。

以上のように、本実施の形態の乗員情報検知装置１００を用いれば、単一のカメラ１１２を用いるとともに、当該単一のカメラ１１２に対し、着座物を各車両シートに対応させて独立して投影可能な投影手段（ミラー１１４）を用いる構成によって、各車両シート上の着座物に関する着座物情報を簡便に検知することが可能となる。乗員情報検知装置１００のこのような構成は、例えば、広角レンズや魚眼レンズを用いる場合に行う歪み補正が必要とならず、このような場合に比して装置が複雑化したり大型化するという問題を解消することができる。
また、本実施の形態によれば、投影手段として、２つの平面鏡である第１反射面１１４ａ及び第２反射面１１４ｂを備えるミラー１１４を用いる構成によって、投影手段の構造が簡素化される。
また、本実施の形態によれば、着座物の立体形状を空間座標（３Ｄ座標）として数値化する構成によって、着座物の立体形状を精度良く推定することが可能となり、所望の着座物情報の検出精度を高めることができる。
また、本実施の形態によれば、運転席シート、助手席シート及び後席シートの全体を見渡せる視野を有する箇所である、天井内装部１２の左右センター部分に乗員情報検知装置１００を設置することによって、運転席シート上、助手席シート上及び後席シート上の着座物の広範囲に渡って着座物情報を検知することが可能となる。
また、本実施の形態によれば、カメラ１１２における被投影領域のうち、制御部１２０による検出処理の領域を限定し、その他の領域における余分な検出処理を抑えることによって、検出に関する処理量（演算量）の低減を図ることができ、高速処理を可能とする。また、処理量（演算量）の低減を図ることによって、処理負担が軽減され、システム上のコスト削減を図るのに有効である。
また、本実施の形態によれば、複数の車両シートにつき、各車両シート上の着座物に関する着座物情報を、乗員情報検知装置１００によって簡便に検出するとともに、当該検出結果を用いて各種の制御対象や乗員保護手段の駆動を制御する構成の駆動装置、報知装置、車両が提供される。

（他の実施の形態）
なお、本発明は上記の実施の形態のみに限定されるものではなく、種々の応用や変形が考えられる。例えば、上記実施の形態を応用した次の各形態を実施することもできる。

上記実施の形態では、乗員情報検出装置１００を、車両の天井内装部１２に設置する場合について記載したが、乗員情報検出装置１００の設置場所は必要に応じて適宜変更可能である。例えば、前席乗員に対し採用する乗員情報検出装置にあっては、当該乗員情報検出装置を、Ａピラーの基部、ＡピラーとＢピラーの中間部、ドアミラーの室内側、バックミラーの上部、ダッシュボードの左右センター部分などに設置することができる。このような位置は、運転席シート上及び助手席シート上の着座物に関する着座物情報を検知可能な位置である。とりわけ、Ａピラーの基部や、ドアミラーの室内側に乗員情報検出装置を設置する設置態様を採用する場合には、当該乗員情報検出装置による前席乗員の視野が狭く、またサイドカーテンエアバッグが搭載された車両において設置上の干渉が生じないことから、天井内装部の左右センター部分への設置が制限されるような車両レイアウトに特に有効である。

また、上記実施の形態では、車両シート上の車両乗員に関する情報を検出する場合について記載したが、本発明では、車両乗員をはじめ車両シート上に置かれる各種の着座物（例えばチャイルドシートなど）につき、当該着座物に関する情報として、当該着座物の形状（体積や体格）、位置、姿勢、着座物の有無、着座物の種類などを適宜導出する構成を採用することができる。

また、上記実施の形態では、予め見込んだ規定の視野に合致する視野を備えるミラーが車両側に対し固定式とされる構成のミラー１１４を用いる場合について記載したが、本発明では、予め見込んだ規定の視野の範囲よりも狭い視野を有するミラーやプリズムが車両側に対し可動式とされる構成によって、規定の視野が確保されるようにしてもよい。

また、上記実施の形態では、自動車に装着される乗員保護装置の構成について記載したが、自動車をはじめ、航空機、船舶、電車等の各種の車両に装着される乗員保護装置の構成に対し本発明を適用することができる。

本実施の形態に係る車両搭載用の乗員情報検知装置１００の構成を示す図である。 本実施の形態の乗員情報検知装置１００を車内下方から視た斜視図である。 本実施の形態の制御部１２０のシステム構成を示す図である。 面設定部１４２における基準面の設定の様子を模式的に示す図である。 撮影部１１０のカメラ１１２によって前席乗員Ｃ１が撮影される様子を示す図である。 撮影部１１０のカメラ１１２によって後席乗員Ｃ２が撮影される様子を示す図である。 撮影部１１０のカメラ１１２による撮影の様子と、フロントイルミネータ１１５及びリアイルミネータ１１６による照射の様子を模式的に示す図である。

１０…自動車
１２…天井内装部
１４…前席シート
１６…後席シート
１００…乗員情報検知装置
１０１…透明カバー
１１０…撮影部
１１１…ベース
１１２…カメラ
１１３…投影レンズ
１１４…ミラー
１１４ａ…第１反射面
１１４ｂ…第２反射面
１１５…フロントイルミネータ
１１６…リアイルミネータ
１２０…制御部
１３０…数値化手段
１３２…画像処理部
１４０…演算手段（ＭＰＵ）
１４１…座標変換部
１４２…面設定部
１４３…体積計算部
１４４…体格判別部
１６０…制御手段
１７０…制御対象
Ｃ１…前席乗員
Ｃ２…後席乗員

Claims (15)

1. 複数の車両シートにつき、各車両シート上の着座物に関する着座物情報を検知する検知システムであって、
   画像を検出可能な単一の撮像手段と、
   前記単一の撮像手段よりも広範囲の視野を備えるとともに、当該単一の撮像手段に対し、着座物を各車両シートに対応させて独立して投影可能な投影手段と、
   前記単一の撮像手段によって検出された画像から、各車両シート上の着座物に関する着座物情報を検出する検出手段と、
   を備え、
   前記投影手段は、投影レンズと、第１反射面及び第２反射面を有するミラーとを有し、運転席シート上の着座物が前記ミラーの前記第１反射面で反射された後に前記投影レンズを介して前記単一の撮像手段に投影され、助手席シート上の着座物が前記ミラーの前記第２反射面で反射された後に前記投影レンズを介して前記単一の撮像手段に投影され、後席シート上の着座物が前記投影レンズのみを介して前記単一の撮像手段に投影されるように構成されていることを特徴とする検知システム。
2. 請求項１に記載の検知システムであって、
   前記検出手段は、前記単一の撮像手段によって検出された画像から、当該単一の撮像手段と各着座物との間の距離を検出し、これによって当該着座物の立体形状を推定することを特徴とする検知システム。
3. 請求項２に記載の検知システムであって、
   前記検出手段は、前記単一の撮像手段と各着座物との間の検出距離に基づいて、当該着座物の立体形状を空間座標として数値化することを特徴とする検知システム。
4. 請求項２または３に記載の検知システムであって、
   前記検出手段は、推定した前記立体形状のうち、前記着座物としての車両乗員の特定部位に対応する形状の位置を検出することによって、当該車両乗員の位置に関する情報を検出することを特徴とする検知システム。
5. 請求項２または３に記載の検知システムであって、
   前記検出手段は、推定した前記立体形状のうち、前記着座物としての車両乗員の特定部位に対応する形状の位置を検出するとともに、当該立体形状の体積に関する情報を導出し、これによって当該車両乗員の大きさや姿勢に関する情報を検出することを特徴とする検知システム。
6. 請求項１〜５のいずれかに記載の検知システムであって、
   前記検出手段は、前記単一の撮像手段における被投影領域のうち、各車両シート上の着座物が投影される予め設定された領域についてのみ検出処理を行う構成であることを特徴とする検知システム。
7. 請求項１〜６のいずれかに記載の検知システムであって、
   前記検出手段は、検出した前記着座物情報に基づいて、車両シート上の着座物が車両乗員とチャイルドシートのいずれかであるかを判別することを特徴とする検知システム。
8. 請求項１〜７のいずれかに記載の検知システムであって、
   前記単一の撮像手段と車両シート上の着座物との間の距離や画角に基づいて、当該着座物に対する照射態様を可変とする照射手段を備えることを特徴とする検知システム。
9. 請求項１〜８のいずれかに記載の検知システムと、
   前記検出手段によって検出された前記着座物情報を報知する報知手段と、
   を備えることを特徴とする報知装置。
10. 請求項９に記載の報知装置であって、
    前記検出手段は、前記着座物としての車両乗員に関し、着座物情報として当該車両乗員の大きさや姿勢を検出するとともに、当該大きさや姿勢に基づいて、車両事故の際、当該車両乗員が乗員保護手段によって適正に保護され得る適正状態にあるか否かを判定する構成であり、
    前記報知手段は、前記車両乗員が前記適正状態でないことを前記検出手段が判定した場合には、当該判定結果を報知することを特徴とする報知装置。
11. 請求項９に記載の報知装置であって、
    前記検出手段は、前記着座物としての車両乗員に関し、着座物情報として当該車両乗員が着座しているか否かを検出する構成であり、
    前記報知手段は、前記車両乗員が着座していることを示す情報を前記検出手段が検出した場合には、検出されたその情報を報知することを特徴とする報知装置。
12. 請求項１〜８のいずれかに記載の検知システムと、
    前記検出手段によって検出された、前記着座物情報としての車両乗員に関する情報に基づいて、車両内の制御対象の駆動や、車両乗員を保護するべく作動する乗員保護手段の駆動を制御する駆動制御手段と、
    を備えることを特徴とする駆動装置。
13. 請求項１２に記載の駆動装置であって、
    前記乗員保護手段は、車両事故の際に、乗員保護領域に展開膨張するエアバッグと、前記エアバッグに展開膨張用のガスを供給するインフレータとを備え、
    前記駆動制御手段は、前記車両乗員の体格に関する情報に基づいて、前記エアバッグに対する前記インフレータのガス供給態様を制御することを特徴とする駆動装置。
14. 請求項１２または１３に記載の駆動装置を備えた車両。
15. エンジン走行系統と、電装系統と、前記エンジン走行系統及び電装系統の駆動制御を行う駆動制御手段と、車両シートと、前記車両シート上への視点設定を行う単一のカメラと、前記単一のカメラにより得られる情報を前記駆動制御手段にて処理する処理手段と、を有し、
    前記処理手段は、請求項１〜８のいずれかに記載の検知システムを備えることを特徴とする車両。

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