JP5368771B2 - 乗員監視装置 - Google Patents

Description

本発明は、乗員監視装置に関するものである。

従来、自動車の車室内をカメラで撮影し、カメラで撮影された乗員の画像を用いて自動車の盗難防止装置や安全装備を制御することが行われている。

例えば、特許文献１に開示されたドライバー認証装置では、撮影された運転者の顔画像を予め登録された登録顔画像と照合し、認証に成功すれば、エンジンの作動を許可することで、自動車の盗難を防止している。

また近年、衝突時に乗員を保護するための安全装備としてエアバッグ装置を搭載した自動車が普及しており、側面からの衝突時に乗員を保護するサイドエアバッグを乗降用ドアの内側に搭載したものもあるが、このようなエアバッグの動作を乗員の監視結果に応じて制御することが考えられる。例えば大人に比べて体格の小さい子供が乗車している場合にサイドエアバッグが作動すると、子供の頭部や首の位置でエアバッグが膨張するため、膨張するエアバッグによって子供の頭部や首が圧迫される可能性がある。

そこで、車室内を撮像して得た画像から乗員の顔画像を抽出し、目や口の大きさやその配置といった情報から子供か大人かを判別して、子供と判別された場合にはその乗車位置に対応するサイドエアバッグの作動を停止することが考えられている。
特開２００４−３３０９７９号公報

ところで、上述の特許文献１に開示されたドライバー認証装置では、車室内をＣＭＯＳカメラで撮影して得た画像をもとに顔認証を行っているが、周囲の環境光の入射方向が一定しない自動車では影の無い顔画像を撮影するのが難しく、顔画像に影が発生するために、子供か大人かの判別が正しく行えない可能性があった。

本発明は上記問題点に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、車両の各種装備の制御に利用するために乗員の上半身の無影画像を取得することができる乗員監視装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１の発明は、車室内の乗車位置における乗員の上半身に向かって赤外光を照射する光源と、当該光源の光出力を変調することによって変調光を照射させる光変調手段と、光源の光に感度を有し、光源の近傍に配置されて、変調光の照射領域を含む撮像領域からの光を受光する撮像手段と、当該撮像手段で受光する光のうちで変調光に対応する反射光成分のみを画素値とする無影画像を生成する無影画像生成手段とを備え、光源、光変調手段、撮像手段、及び無影画像生成手段を収納した装置本体が、光源の光に対して透光性を有する材料により形成されて車室内に設置された後写鏡の背面に取着され、後写鏡は、可視光を反射し且つ赤外光を透過させるコールドミラーであり、車両の前方からの可視光は、コールドミラーの裏面で反射されて撮像手段に入射されることによって、車室外の画像が撮像手段に撮像され、光源から照射された赤外光は、コールドミラーを透過して車室内の乗員で反射され、反射光がコールドミラーを透過して撮像手段に入射されることによって、車室内の画像が撮像手段に撮像されることを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１の発明において、撮像手段の撮像領域を、それぞれ別々の乗車位置を含む複数の分割エリアに分割する光学系部品を備えたことを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項１の発明において、撮像手段の撮像領域を、車室内部の車内エリアと車室外部の車外エリアとに分割する光学系部品を備えたことを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項３の発明において、無影画像生成手段は、車内エリアから受光した光のみに無影画像を生成する処理を行い、車内エリアの無影画像と、無影画像を生成する処理を行っていない車外エリアの画像の両方を出力することを特徴とする。ここにおいて、無影画像生成手段が、車内エリアの無影画像と車外エリアの画像を出力する場合、１枚の画面内に車内エリアの無影画像と車外エリアの画像を表示してもよいし、別々の画面に車内エリアの無影画像と車外エリアの画像を表示してもよい。

請求項５の発明は、請求項１乃至４の何れか１つの発明において、時間をおいて撮像された複数枚の無影画像を比較することによって乗車位置に着座する乗員の有無を判別する乗車判別手段と、乗車判別手段により乗員が着座していると判断された場合、着座している乗員を撮像した無影画像から当該乗員の体格に関する体格情報を取得する体格情報取得手段とを備えたことを特徴とする。

請求項６の発明は、請求項５の発明において、乗車判別手段は、車両の乗降用ドアが開いてから走行状態に至るまでの乗車判別期間に撮像された無影画像から乗員の有無を判別するとともに、体格情報取得手段は、乗車判別期間に撮像された無影画像から乗員の体格情報を取得することを特徴とする。

請求項１の発明によれば、光変調手段が光源の光出力を変調することによって、変調光を乗車位置における乗員の上半身に向かって照射させており、無影画像生成手段では、撮像手段が受光する光のうちで変調光に対応する反射光成分のみを画素値とする無影画像を生成しているので、環境光の入射する方向が一定しない車両内部でも乗員の上半身の無影画像を取得することができる。したがって、乗員の上半身の無影画像を、様々な体格の人物のテンプレート画像と比較することで、乗員の体格情報を取得することができ、取得した体格情報を車両の装備の制御に利用できるという効果がある。

また、後写鏡が光源の光に対して透光性を有しているので、後写鏡を通して変調光を車室内部に照射させるとともに、車室内部で反射された変調光の反射光を含む光が後写鏡を通して撮像手段に入射されるから、後写鏡の裏側という目立たない場所に乗員監視装置を設置して使用することができる。

さらに、車両前方からフロントガラスを通して後写鏡の背面に入射した可視光を、後写鏡の背面で反射させて撮像手段に入射させることができ、１つの撮像手段で、車室内部の映像と車両前方の映像とを撮影することができる。したがって、撮像手段で撮像された車両前方の映像を記憶させておけば、乗員監視装置にドライブレコーダの機能を付加することができる。

請求項２の発明によれば、光学系部品により分割された複数の分割エリアの画像をもとに、各分割エリアに対応した乗車位置に乗車する人物の状態を監視することができる。

請求項３の発明によれば、光学系部品で撮像領域を分割することによって、車内エリアと車外エリアの両方を撮像することができ、車内エリアの画像から乗員の状態を監視でき、また車外エリアの画像を記憶することで、乗員監視装置にドライブレコーダの機能を付加することができる。

請求項４の発明によれば、車外エリアの画像には無影画像を生成する処理が不要であるので、無影画像生成手段が、車内エリアから受光した光のみに無影画像を生成する処理を行うことで、無影画像生成手段の処理を低減することができる。

請求項５の発明によれば、乗車判別手段が、時間をおいて撮像された複数枚の無影画像を比較することによって乗員の有無を判別し、乗員有りと判断した場合は体格情報取得手段が無影画像から体格情報を取得しているので、乗員の体格に合わせて車両の装備を制御することができる。例えば座席の位置や背もたれの角度などを電動で調整可能な場合は乗員の体格情報をもとに座席の位置や角度を調整することができ、また体格情報から子供など体格の小さい人物が乗車していると判断された場合にはサイドエアバッグ装置の作動を停止したり、エアバッグの展開速度を遅くすることで、エアバッグの展開によって体格の小さい乗員が受ける圧力を低減することができる。

請求項６の発明によれば、走行開始後は新たに乗員が乗り込んでくることはないから、車両の乗降用ドアが開いてから走行状態に至るまでの乗車判別期間に撮影された無影画像をもとに、乗車判別手段が乗員の有無を判別し、体格情報取得手段が体格情報を取得することで、乗車判別期間以外では光源の発光を停止させて省電力を図ることができる。

以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

図１は乗員監視装置Ａのブロック図であり、この乗員監視装置Ａは、車室内の乗車位置における乗員の上半身に向かって不可視光（例えば赤外光）を照射する発光ダイオード１と、発光ダイオード１の光出力を例えば１０ＭＨｚ程度の高周波で変調することによって高速の変調光を照明領域に照射させる光変調部２と、狭角レンズからなり車室内部の所望の乗車位置（例えば運転席）に発光ダイオード１からの赤外光を配光する投光レンズ３と、車室内部の略全体を視野に収める広角レンズからなり、撮像領域からの光（発光ダイオード１から照射され車室内部の物体で反射された光および環境光）を後述のカメラ５に結像する受光レンズ４と、赤外光に感度を有するＣＣＤ（電荷結合素子）のような撮像素子を具備し発光ダイオード１の近傍に配置されて変調光の照射領域を含む撮像領域からの光を受光するカメラ５（撮像手段）と、カメラ５により撮像された映像を記憶する画像記憶部１０と、光変調部２から入力される変調のタイミング信号をもとに、カメラ５で受光した光から環境光を排除し、変調光に対応する反射光成分のみを画素値とする無影画像を生成する無影画像生成部６と、乗員監視装置Ａを構成する各部の動作を全体的に制御するとともに、無影画像生成部６により生成された乗員の上半身の無影画像から、体格に関する体格情報を含む乗員情報を取得し、当該乗員情報に応じて車両に搭載された各種装備を制御する制御命令を作成する演算処理部７と、演算処理部７により作成された制御命令をＥＣＵ（electronic control unit）と呼ばれる車両制御用コンピュータ９へ出力する出力部８とを備えている。尚、図１では図示を省略しているが、無影画像生成部６により生成された乗員の無影画像を表示するモニタを備えてもよい。

発光ダイオード１は、乗車位置に着座する乗員の上半身に対し正面から赤外光を照射可能な位置に配置されているので、乗員の上半身がカメラ５に正対していれば、変調光成分のみの画像を作成することで、乗員の上半身の無影画像を取得することができる。尚、本実施形態では光源として赤外発光ダイオードを用いているが、可視光以外の不可視光を照射可能で、その光出力を高周波で変調可能な光源であれば、どのような光源を用いてもよい。

無影画像生成部６は、光変調部２からのタイミング信号に基づき、発光ダイオード１の発光周期に同期して、撮像素子の各画素の出力から赤外光の反射光成分のみを取り出す処理（以下、同期検波処理と言う。）を行い、同期検波処理で取り出される反射光成分を画素値とする画像を生成しており、乗員の上半身に対して赤外光が正面から照射されることから、乗員の上半身の無影画像を取得することができる。

図２（ａ）（ｂ）は乗員監視装置Ａの取付位置を示し、図１に示す各構成要素を収納した装置本体１１は、車室内に設置された後写鏡（所謂ルームミラー）２１の背面側に適宜の取付手段（図示せず）を介して配置されている。後写鏡２１は所謂コールドミラーからなり、発光ダイオード１から照射される赤外光を透過し、且つ、可視光を反射する材料で形成されている。図３は後写鏡２１の光学特性を示しており、波長が７００ｎｍ以下の可視光を含む電磁波は略反射し、赤外光に対しては８０％以上透過する。後写鏡２１は前面を運転席側に向けて配置されているので、図４（ａ）に示すように発光ダイオード１からの変調光は投光レンズ３によって配光され、後写鏡２１を通して運転席に照射されるとともに、運転席を含む撮像領域からの光（すなわち照明範囲に存在する対象物体で反射された変調光及び環境光を含む）が後写鏡２１を通して受光レンズ４に入射され、カメラ５に集光される。また、車両前方よりフロントガラス２２を通して後写鏡２１の背面に入射した可視光は、後写鏡２１の背面で反射されてカメラ５に入射する。

而して、投光レンズ３及び後写鏡２１からなる光学系部品によって、カメラ５の撮像領域が、車室内部の運転席ＳＴ１付近を撮影する車内エリアＡ１と、車室外部の前方視界を撮影する車外エリアＡ２とに分割されることになり、車内エリアＡ１と車外エリアＡ２の両方を撮像することができる。図４（ｂ）はカメラ５で撮影される画像を示し、画像の上半分が運転席ＳＴ１を含む車内エリアＡ１の画像、下半分が車外エリアＡ２の画像となっている。したがって、乗員監視装置Ａでは車内エリアＡ１の画像から運転手の上半身の画像を取得でき、例えば運転手の上半身の輪郭画像を、様々な体格の人物のテンプレート画像と比較することで、運転手の体格情報を取得することができる。また乗員監視装置Ａでは、車外エリアＡ２（車両の前方方向）の画像を画像記憶部１０に所定時間分記憶させることで、乗員監視装置Ａにドライブレコーダの機能を付加することができる。ここで、無影画像生成部６は、車内エリアから受光した光のみに無影画像を生成する処理を行い、車内エリアの無影画像と、無影画像を生成する処理を行っていない車外エリアの画像の両方を出力しており、車外エリアの画像には無影画像を生成する処理が不要であるので、無影画像生成手段が、車内エリアから受光した光のみに無影画像を生成する処理を行うことで、無影画像生成手段の処理を低減することができる。尚、無影画像生成部６が、車内エリアの無影画像と車外エリアの画像を出力する場合、１枚の画面内に車内エリアの無影画像と車外エリアの画像を表示してもよいし、別々の画面に車内エリアの無影画像と車外エリアの画像を表示してもよい。例えばモニタ（図示せず）に画像を表示する際に、モニタ画面を複数に分割して、車内エリアの無影画像と車外エリアの画像を表示してもよいし、モニタ画面の切替操作に応じて、車内エリアの無影画像を表示する状態と、車外エリアの画像を表示する状態とを切り替えてもよい。

また後写鏡２１が、可視光を反射し且つ赤外光を透過させるコールドミラーで構成されているので、乗員監視装置Ａの装置本体１１を後写鏡２１の裏側に設置して、車内エリアと車外エリアの両方を撮影することができ、乗員監視装置Ａの装置本体１１を、後写鏡２１の裏側という目立たない場所に設置して使用することができる。

次に、図５を参照して乗員監視装置Ａの動作を説明する。乗員監視装置Ａを搭載した車両のドアロックが解除されると（図５のＳ１）、車両制御用コンピュータ９が、ドアロックの解錠操作に応じて、バッテリ（図示せず）から乗員監視装置Ａに動作電源を供給させ、乗員監視装置Ａが通常モードで監視動作を開始する（図５のＳ２）。

通常モードで動作中は、所定の撮像周期が経過する毎に、光変調部２が発光ダイオード１の光出力を変調して変調光を照射させるとともに、撮像領域内の対象物体で反射された変調光の反射光を含む光が受光レンズ４を介してカメラ５に集光され、無影画像生成部６が、光変調部２から入力されるタイミング信号に基づいて、変調光に対応する反射光成分のみを画素値とする運転席Ｓ１付近の無影画像を生成する。画像記憶部１０には、乗員が乗車していない状態で車内エリアを撮影して得た背景画像が予め記憶されており、差分画像生成手段たる演算処理部７では、無影画像生成部６により生成された車内エリアの無影画像と、画像記憶部１０に記憶された背景画像との差分をとることで、背景以外の物体、すなわち乗車位置に乗車する乗員の上半身の無影画像を取得して、画像記憶部１０に記憶させる。

演算処理部７では、無影画像生成部６が無影画像を生成する毎に、車両の速度がゼロか否かを判定しており（図５のＳ３）、車速がゼロであれば、ステップＳ２に戻って上記の処理を継続して実行する。またステップＳ３において車速がゼロでないと判定されると、演算処理部７では、画像記憶部１０に記憶された最新の無影画像をもとに、運転席ＳＴ１に座っている人物（運転手）がシートベルトを装着しているか否かの判定を行う（図５のＳ４）。

ステップＳ４の判定の結果、運転手がシートベルトを装着していると判断されると、演算処理部７は、最新の無影画像を基準画像として画像記憶部１０に記憶させた後、発光ダイオード１の点灯を休止する省電力モードに動作を切り替える（図５のＳ６）。一方、ステップＳ４の判定の結果、運転手がシートベルトを装着していないと判断されると、ステップＳ２に戻って、上述の処理を繰り返し実行するとともに、出力部８から報知命令を出力させ、車両制御用コンピュータ９により音声や報知音でシートベルトの装着を促す報知動作を行わせる。なお省電力モードでは発光ダイオード１の点灯を休止させることで省電力を図っているが、演算処理部７は、上記撮像間隔よりも長い一定周期で、発光ダイオード１から変調光を照射させるとともに、カメラ５の出力から変調光に対応する反射光成分のみを画素値とする無影画像を生成するようにしてもよく、定期的に乗員の無影画像を取得することができる。また省電力モードにおいても、カメラ５の出力に変化があると、演算処理部７は、発光ダイオード１から変調光を照射させるとともに、カメラ５の出力から変調光に対応する反射光成分のみを画素値とする無影画像を生成しており、乗員の動きがあった場合にはその時の無影画像を取得することができる。

上述のように本実施形態の乗員監視装置Ａでは、発光ダイオード１からの赤外光を投光レンズ３が乗車位置における乗員（例えば運転手）の上半身に配光し、光変調部２が発光ダイオード１の光出力を変調することによって変調光を乗員の上半身に向かって正面から照射させており、無影画像生成部６では、カメラ５が受光する光のうちで変調光に対応する反射光成分のみを画素値とする無影画像を生成しているので、環境光の入射する方向が一定しない車両内部でも影の無い上半身の画像を取得することができる。したがって、乗員監視装置Ａの演算処理部７では、無影画像生成部６の取得した乗員の上半身を映した無影画像を用い、体格が異なる複数のテンプレート画像とのマッチング処理を行うことで、乗員の体格情報を取得することができ、認証結果を車両が搭載する装備の制御に利用することができる。

ところで、上述の乗員監視装置Ａでは、発光ダイオード１の配光を制御する狭角の投光レンズ３と、車室内部からの光を透過して受光レンズ４に入射させるとともに車両前方からの光を反射して受光レンズ４に入射させる後写鏡２１とからなる光学系部品によって、カメラ５の撮像領域を車内エリアと車外エリアとに分割しているが、光学系部品やカメラ５の構成及び配置は上記の形態に限定される趣旨のものではなく、撮影したい乗車位置にに合わせて光学系部品やカメラ５の構成及び配置を決定すればよい。

例えば図６〜図８はカメラ５の撮像領域を複数の分割エリアに分割する形態を示し、図６は車両を上方から見た図であり、車室２３において前方位置の左右方向略中央に乗員監視装置Ａを配置して、発光ダイオード１からの赤外変調光を広角レンズからなる投光レンズ３により車室２３の全体に照射させている。なお図６中のＣは発光ダイオード１による照明範囲を示している。そして、図７及び図８に示すように、カメラ５が備える撮像素子５ａの前方には、カメラ５の撮像領域を複数の分割エリア、すなわち運転席ＳＴ１を含む分割エリアＤ１と、助手席ＳＴ２を含む分割エリアＤ２と、後部座席ＳＴ３，ＳＴ４，ＳＴ５を含む分割エリアＤ３とにそれぞれ分割する受光レンズ４ａ，４ｂ，４ｃを配置してあり、図９に示すように各分割エリアＤ１，Ｄ２，Ｄ３に対応した画像Ａ１，Ａ２，Ａ３を得ることができる。したがって、乗員監視装置Ａでは、各分割エリアＤ１，Ｄ２，Ｄ３を撮像した画像Ａ１，Ａ２，Ａ３をもとに、各分割エリアＤ１，Ｄ２，Ｄ３に対応した乗車位置に乗車する人物の上半身の画像を取得することができ、取得した画像をもとに乗員の体格情報を取得したり、乗員の状態を監視することができる。したがって、後部座席に乗車している乗員の状態を計器板に表示させることで、運転席に後部座席の乗員の様子を知らせることができ、また走行中に定期的に撮像された画像をもとに演算処理部７が乗員の様子を判断し、後部座席に乗車している乗員が目を閉じ、その動きが所定量以下となっている場合には、この乗員が寝ていると判断し、計器板に乗員が寝ていることを報知するようにしてもよい。

また図１０に示すように発光ダイオード１及びカメラ５を前方に向けた状態で乗員監視装置Ａを車室内に設置するとともに、各乗車位置（運転席ＳＴ１、助手席ＳＴ２及び後部座席ＳＴ３〜ＳＴ５）に赤外光を照射するレンズ３ａ〜３ｅを配置し、さらに発光ダイオード１及びカメラ５の前方に反射鏡１２ａ〜１２ｃを配置して、レンズ３ａ〜３ｅ及び反射鏡１２ａ〜１２ｃからなる光学系部品によってカメラ５の撮像領域を複数の分割エリアに分割するようにしてもよい。反射鏡１２ａは、発光ダイオード１からの赤外変調光を反射して運転席ＳＴ１に対応したレンズ３ａに入射させるとともに、運転席ＳＴ１付近からの入射光を反射して受光レンズ４に入射させる。反射鏡１２ｂは、発光ダイオード１からの赤外変調光を反射して助手席ＳＴ２に対応したレンズ３ｂに入射させるとともに、助手席ＳＴ２付近からの光を反射して受光レンズ４に入射させる。また反射鏡１２ｃは、発光ダイオード１からの赤外変調光を反射して後部座席ＳＴ３〜ＳＴ５に対応したレンズ３ｃ〜３ｅに入射させるとともに、後部座席ＳＴ３〜ＳＴ５付近からの光を反射して受光レンズ４に入射させる。而して、レンズ３ａ〜３ｅ及び反射鏡１２ａ〜１２ｃからなる光学系部品によって、カメラ５の撮像領域を複数の分割エリアに分割することができ、図９に示すように運転席ＳＴ１を含む分割エリアＤ１の画像Ａ１と、助手席ＳＴ２を含む分割エリアＤ２の画像Ａ２と、後部座席ＳＴ３〜ＳＴ５を含む分割エリアＤ３の画像Ａ３を取得することができる。

また図１１に示すように発光ダイオード１及びカメラ５を前方に向けた状態で乗員監視装置Ａを車室内に設置するとともに、各乗車位置（運転席ＳＴ１及び助手席ＳＴ２）に赤外光を照射するレンズ３ａ，３ｂを配置し、さらに発光ダイオード１及びカメラ５の前方に反射鏡１３ａ，１３ｂを配置して、レンズ３ａ，３ｂ及び反射鏡１３ａ，１３ｂからなる光学系部品によってカメラ５の撮像領域を車内エリアと車外エリアとに分割してもよい。反射鏡１３ａは、発光ダイオード１からの赤外変調光を反射して運転席ＳＴ１に対応したレンズ３ａに入射させるとともに、運転席ＳＴ１付近からの入射光を反射して受光レンズ４に入射させる。反射鏡１３ｂは、発光ダイオード１からの赤外変調光を反射して助手席ＳＴ２に対応したレンズ３ｂに入射させるとともに、助手席ＳＴ２付近からの光を反射して受光レンズ４に入射させる。また車両前方からフロントガラス２２を通して車室内に入射した光は、反射鏡１３ａ，１３ｂの間を通って受光レンズ４に入射する。而して、カメラ５の撮像領域を複数の分割エリアに分割することができ、図１２に示すように運転席ＳＴ１及び助手席ＳＴ２を含む車内エリアの画像Ａ１と、車両前方の車外エリアの画像Ａ２を取得することができるので、これらの画像Ａ１，Ａ２をもとに運転席ＳＴ１及び助手席ＳＴ２に着座する乗員の状態を監視するとともに、車両前方の画像を画像記憶部１０に記憶させることで車両の運転状況を記録することができる。

以上説明したように乗員監視装置Ａでは、光学系部品を用いることによって、所望の乗車位置を含む撮像領域の無影画像を取得することができ、乗員が乗車していない状態で車内エリアを撮影して得た背景画像を画像記憶部１０（背景画像記憶手段）に予め記憶させておき、差分画像生成手段としての演算処理部７が、無影画像生成部６で生成された無影画像と、画像記憶部１０に予め記憶された背景画像との差分画像を生成することによって、背景以外の物体、すなわち車室２３内部に乗り込んだ乗員の画像を取得することができる。

また上述の形態では、無影画像生成部６が取得した無影画像と背景画像との差分画像を生成することで乗員の無影画像を作成しているが、乗車判別手段たる演算処理部７が、無影画像生成部６により時間をおいて生成された複数枚の無影画像を比較することによって乗員の有無を判別するようにしてもよく、乗員が着座していると判断された場合、体格情報取得手段たる演算処理部７が、着座している乗員を撮像した無影画像と、体格の異なる複数の人物のテンプレート画像とを比較することによって、当該乗員の体格に関する体格情報を取得することができ、乗員の体格に合わせて車両の装備を制御することができる。例えば座席の位置や背もたれの角度などを電動で調整可能な場合は乗員の体格情報をもとに座席の位置や角度を調整することができ、また図１３（ａ）に示すように体格情報から子供など体格の小さい人物Ｈが乗車していると判断された場合には、演算処理部７が、サイドエアバッグ装置の作動を停止させたり、エアバッグの展開速度を遅くする制御命令を出力部８から車両制御用コンピュータ９に出力させることで、サイドエアバッグ装置の動作を停止させたり、エアバッグの展開速度を遅くすることができ、エアバッグの展開によって体格の小さい乗員が受ける圧力を低減することができる。

また図１３（ｂ）に示すように無影画像をもとにチャイルドシートＣＳが設置されていると判断した場合、演算処理部７が、サイドエアバッグ装置の動作を禁止する命令を出力部８から車両制御用コンピュータ９に出力させるようにしてもよく、サイドエアバッグ装置の動作を禁止することで、チャイルドシートＣＳに座っている乳幼児が展開したエアバッグに押されて圧力を受けるのを防止できる。

なお乗車判別手段たる演算処理部７では、車両の乗降用ドアが開いてから走行状態に至るまでの乗車判別期間に撮影された無影画像をもとに乗員の有無を判別するとともに、体格情報取得手段たる演算処理部７が、上記乗車判別期間に撮像された無影画像から乗員の体格情報を取得すればよく、走行開始後は新たに乗員が乗り込んでくることはないから、上記乗車判別期間に撮影された無影画像から、乗車判別手段が乗員の有無を判別し、体格情報取得手段が体格情報を取得することで、乗車判別期間以外では光源の発光を停止させて省電力を図ることができる。
この乗員監視装置は、車室内の乗車位置における乗員の上半身に向かって不可視光を照射する光源と、当該光源の光出力を変調することによって変調光を照射させる光変調手段と、光源の光に感度を有し、光源の近傍に配置されて、変調光の照射領域を含む撮像領域からの光を受光する撮像手段と、当該撮像手段で受光する光のうちで変調光に対応する反射光成分のみを画素値とする無影画像を生成する無影画像生成手段とを備えたことを特徴とする。光変調手段が光源の光出力を変調することによって、変調光を乗車位置における乗員の上半身に向かって照射させており、無影画像生成手段では、撮像手段が受光する光のうちで変調光に対応する反射光成分のみを画素値とする無影画像を生成しているので、環境光の入射する方向が一定しない車両内部でも乗員の上半身の無影画像を取得することができる。したがって、乗員の上半身の無影画像を、様々な体格の人物のテンプレート画像と比較することで、乗員の体格情報を取得することができ、取得した体格情報を車両の装備の制御に利用できるという効果がある。
この乗員監視装置において、光源、光変調手段、撮像手段、及び無影画像生成手段を収納した装置本体が、光源の光に対して透光性を有する材料により形成されて車室内に設置された後写鏡の背面に取着されたことを特徴とする。後写鏡が光源の光に対して透光性を有しているので、後写鏡を通して変調光を車室内部に照射させるとともに、車室内部で反射された変調光の反射光を含む光が後写鏡を通して撮像手段に入射されるから、後写鏡の裏側という目立たない場所に乗員監視装置を設置して使用することができる。
この乗員監視装置において、光源が赤外光を照射するとともに、後写鏡が、可視光を反射し且つ赤外光を透過させるコールドミラーからなることを特徴とする。車両前方からフロントガラスを通して後写鏡の背面に入射した可視光を、後写鏡の背面で反射させて撮像手段に入射させることができ、１つの撮像手段で、車室内部の映像と車両前方の映像とを撮影することができる。したがって、撮像手段で撮像された車両前方の映像を記憶させておけば、乗員監視装置にドライブレコーダの機能を付加することができる。

本実施形態の乗員監視装置のブロック図である。 同上の取付状態を示し、（ａ）は車室内部から前方を見た図、（ｂ）は上方から見た図である。 同上を取り付ける後写鏡の光学特性図である。 （ａ）は同上の撮影方向を説明する説明図、（ｂ）は同上の撮像画像の一例を示す例図である。 同上の動作を説明するフローチャートである。 同上の照明領域の説明図である。 同上の光学系部品の他の構成を説明する説明図である。 同上の撮像領域の説明図である。 同上の撮像画像の説明図である。 同上の光学系部品のまた別の構成を説明する説明図である。 同上の光学系部品のさらに別の構成を説明する説明図である。 同上の撮像画像の説明図である。 （ａ）（ｂ）は同上の撮像画像の説明図である。

符号の説明

Ａ 乗員監視装置
１ 発光ダイオード（光源）
２ 光変調部（光変調手段）
３ 投光レンズ
４ 受光レンズ
５ カメラ（撮像手段）
６ 無影画像生成部（無影画像生成手段）
７ 演算処理部
８ 出力部
９ 車両制御用コンピュータ

Claims (6)

1. 車室内の乗車位置における乗員の上半身に向かって赤外光を照射する光源と、前記光源の光出力を変調することによって変調光を照射させる光変調手段と、前記光源の光に感度を有し、前記光源の近傍に配置されて、前記変調光の照射領域を含む撮像領域からの光を受光する撮像手段と、前記撮像手段で受光する光のうちで前記変調光に対応する反射光成分のみを画素値とする無影画像を生成する無影画像生成手段とを備え、
   前記光源、前記光変調手段、前記撮像手段、及び前記無影画像生成手段を収納した装置本体が、前記光源の光に対して透光性を有する材料により形成されて車室内に設置された後写鏡の背面に取着され、
   前記後写鏡は、可視光を反射し且つ赤外光を透過させるコールドミラーであり、
   車両の前方からの可視光は、前記コールドミラーの裏面で反射されて前記撮像手段に入射されることによって、車室外の画像が前記撮像手段に撮像され、
   前記光源から照射された赤外光は、コールドミラーを透過して車室内の乗員で反射され、反射光が前記コールドミラーを透過して前記撮像手段に入射されることによって、車室内の画像が前記撮像手段に撮像されることを特徴とする乗員監視装置。
2. 前記撮像手段の撮像領域を、それぞれ別々の乗車位置を含む複数の分割エリアに分割する光学系部品を備えたことを特徴とする請求項１記載の乗員監視装置。
3. 前記撮像手段の撮像領域を、車室内部の車内エリアと車室外部の車外エリアとに分割する光学系部品を備えたことを特徴とする請求項１記載の乗員監視装置。
4. 前記無影画像生成手段は、車内エリアから受光した光のみに無影画像を生成する処理を行い、車内エリアの無影画像と、無影画像を生成する処理を行っていない車外エリアの画像の両方を出力することを特徴とする請求項３記載の乗員監視装置。
5. 時間をおいて撮像された複数枚の無影画像を比較することによって乗車位置に着座する乗員の有無を判別する乗車判別手段と、前記乗車判別手段により乗員が着座していると判断された場合、着座している乗員を撮像した無影画像から前記乗員の体格に関する体格情報を取得する体格情報取得手段とを備えたことを特徴とする請求項１乃至４の何れか１つに記載の乗員監視装置。
6. 前記乗車判別手段は、車両の乗降用ドアが開いてから走行状態に至るまでの乗車判別期間に撮像された無影画像から乗員の有無を判別し、前記体格情報取得手段は、前記乗車判別期間に撮像された無影画像から乗員の体格情報を取得することを特徴とする請求項５記載の乗員監視装置。

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