JP6008417B2 - 乗員状態検知装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両に搭載する乗員状態検知装置に関する。

従来、車両の座席に着座する乗員の状態を検知する装置として、着座位置検知装置、頭部位置検知装置、及び視覚状態検知装置等が存在する。これらは、それぞれ別の装置として考えられている。

着座位置検知装置は、シートポジションセンサ及び荷重センサ等を備え、乗員の着座位置（前後方向、左右方向、姿勢）を検知する。この着座検知装置は、例えばエアバッグ装置に採用され、エアバッグを膨張させるインフレータの点火タイミングを調整する（例えば、特許文献１参照）。これによれば、的確なタイミングでエアバッグを膨張させることができる。なお、このようなエアバッグ装置は、スマートエアバッグと呼ばれている。

頭部位置検知装置は、ＣＣＤカメラを備え、乗員の頭部位置を検知する。この頭部位置検知装置は、例えば死角を作るピラー（窓枠）に外界の映像を表示して擬似的にピラーを透視させる装置に採用されている。この装置では、頭部の位置に応じて、ピラーに表示する映像を変化させる（例えば、特許文献２参照）。これによれば、乗員に違和感のない表示を行える。

視覚状態検知装置は、赤外線カメラを備え、乗員の視覚状態（顔の向き、瞬目、視線）を検知する（例えば、特許文献３参照）。これによれば、ブザーやランプ等の何らかの手段をもって警告を行うことでよそ見を防止したり、覚醒度を判断して休憩を促したりできる。

特開２００２−０８７２０１号公報 特開２００８−０３７１１８号公報 特開２００６−３０８３７５号公報

しかし、上記従来の複数の装置を全て車両に搭載する際に、多数のセンサ及びカメラを車室内に装備させることは、コスト面及びレイアウト面から好ましくない。

また、各装置が個別に取得した情報から検知を行うので、得られる検知結果に関連性がなく、信頼性の高い制御、すなわち車両の高い安全性能を実現することが期待できない。

そこで、本発明は、コスト面及びレイアウト面を考慮しつつ、車両の安全性能を向上させることが可能な乗員状態検知装置の提供を目的とする。

上記目的を達成すべく、本発明に係る乗員状態検知装置は、車両に搭載される乗員状態検知装置であって、第１の撮像手段と、第２の撮像手段と、着座位置検知手段と、頭部位置検知手段と、視覚状態検知手段検知手段とを備える。

第１の撮像手段は、車両の車室内の前部に固定的に設けられ、車室内の運転席に着座した運転者の少なくとも頭部を正面前方から撮像し、その画像データを第１撮像信号として出力する。第２の撮像手段は、車室内の前部に固定的に設けられ、運転者の少なくとも上半身を斜め前方から撮像し、その画像データを第２撮像信号として出力する。着座位置検知手段は、運転者の着座位置を、第１撮像信号と第２撮像信号とに基づいて検知する。頭部位置検知手段は、運転者の頭部位置を、第１撮像信号と第２撮像信号とに基づいて検知する。視覚状態検知手段は、運転者の視覚状態を、第１撮像信号に基づいて検知する。
本発明の第１及び第２の態様では、第１の撮像手段と第２の撮像手段とは、着座した運転者の高さ方向の撮像範囲が異なる。また、本発明の第１の態様では、第１の撮像手段は、着座位置検知手段と頭部位置検知手段と視覚状態検知手段とに共通の第１撮像信号をそれぞれ出力し、第２の撮像手段は、着座位置検知手段と頭部位置検知手段と視覚状態検知手段とに共通の第２撮像信号をそれぞれ出力する。

上記構成では、乗員の着座位置、頭部位置及び視覚状態を、２個の撮像手段からの撮像信号のみによってそれぞれ検知することができる。従って、それぞれの検知を別の装置で実現し、多数のセンサ及びカメラを用いる場合に比べて、コストが低減し、レイアウト面でも有利である。

また、着座位置検知手段、頭部位置検知手段及び視覚状態検知手段は、共通の撮像手段から出力された撮像信号に基づいて、着座位置、頭部位置及び視覚状態をそれぞれ検知するので、各検知結果に関連性が生じる。従って、信頼性の高い制御、すなわち車両の高い安全性能を実現することができる。例えば、エアバッグ装置に採用した場合、インフレータの点火タイミングを、乗員の着座位置だけでなく、乗員の頭部位置に基づいて、より細かく制御することができる。また、乗員の視覚状態に基づいて、エアバッグ及び顔面の接触面積を考慮した制御を行うことができる。

本発明によれば、コスト面及びレイアウト面を考慮しつつ、車両の安全性能を向上させることができる。

本発明に係る乗員状態検知装置を備えた車両の模式図である。 乗員状態検知装置のブロック構成図である。

以下、本発明の一実施形態を、図面に基づいて説明する。

図１及び図２に示すように、本実施形態に係る車両１は、乗員状態検知装置２と、エアバッグ装置３と、外界表示装置４と、居眠り警報装置５とを備えている。

乗員状態検知装置２は、車室１０内の運転席１１に着座した運転者の少なくとも頭部を正面前方から撮像し、その画像データを第１撮像信号として出力する第１の車室内ＣＣＤカメラ６と、運転席１１に着座した運転者の少なくとも上半身を斜め前方から撮像し、その画像データを第２撮像信号として出力する第２の車室内ＣＣＤカメラ７と、着座位置検知ユニット（着座位置検知手段）８と、頭部位置検知ユニット（頭部位置検知手段）９と、視覚状態検知ユニット（視覚状態検知手段）１０とを備えている。

第１の車室内ＣＣＤカメラ６は、車室１０内の前部（例えば、ダッシュボード１２）の運転席１１の正面に、固定的に設けられている。第１の車室内ＣＣＤカメラ６は、通信ケーブル（図示省略）によって、着座位置検知ユニット８、頭部位置検知ユニット９及び視覚状態検知ユニット１０に接続されており、これら各ユニット８〜１０に第１撮像信号を出力する。

第２の車室内ＣＣＤカメラ７は、車室１０内の前部（例えば、ダッシュボード１２）の運転席１１の斜め前方に、固定的に設けられている。第２の車室内ＣＣＤカメラ７は、通信ケーブル（図示省略）によって、着座位置検知ユニット８、頭部位置検知ユニット９及び視覚状態検知ユニット１０に接続されており、これら各ユニット８〜１０に第２撮像信号を出力する。

着座位置検知ユニット８と頭部位置検知ユニット９と視覚状態検知ユニット１０とは、ＥＣＵ：Electric Control Unit）によって構成され、ＥＣＵは、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＲＯＭ（Read Only Memory）と、ＲＡＭ（Random Access Memory）とを備える。

着座位置検知ユニット８は、通信ケーブル（図示省略）によって、第１及び第２の車室内ＣＣＤカメラ６，７に接続されており、これら第１及び第２の車室内ＣＣＤカメラ６，７からの撮像信号が入力される。この着座位置検知ユニット８は、第１及び第２の車室内ＣＣＤカメラ６，７からの撮像信号に基づいて、運転者の着座位置（前後方向、左右方向、姿勢）を検知する。具体的に、運転者の前後方向の着座位置は、第１及び第２の車室内ＣＣＤカメラ６，７の映像間差分から算出される。運転者の左右方向の着座位置は、第１のＣＣＤカメラ６の映像から算出される。運転者の姿勢は、第１及び第２の車室内ＣＣＤカメラ６，７の映像及び映像間差分から算出される。

着座位置検知ユニット８は、通信ケーブル（図示省略）によって、エアバッグ装置３及び居眠り警報装置５に接続されている。この着座位置検知ユニット８は、運転者の着座位置の検知結果を、検知信号として各装置３，５に出力する。

頭部位置検知ユニット９は、通信ケーブル（図示省略）によって、第１及び第２の車室内ＣＣＤカメラ６，７に接続されており、これら第１及び第２の車室内ＣＣＤカメラ６，７からの撮像信号が入力される。この頭部位置検知ユニット９は、第１及び第２の車室内ＣＣＤカメラ６，７からの撮像信号に基づいて、運転者の頭部位置を検知する。具体的に、運転者の頭部位置は、第１及び第２の車室内ＣＣＤカメラ６，７の映像及び映像間差分から算出される。

頭部位置検知ユニット９は、通信ケーブル（図示省略）によって、エアバッグ装置３及び外界表示装置４に接続されている。この頭部位置検知ユニット９は、運転者の頭部位置の検知結果を、検知信号として各装置３，４に出力する。

視覚状態検知ユニット１０は、通信ケーブル（図示省略）によって、第１及び第２の車室内ＣＣＤカメラ６，７に接続されており、これら第１及び第２の車室内ＣＣＤカメラ６，７からの撮像信号が入力される。この視覚状態検知ユニット１０は、第１及び第２の車室内ＣＣＤカメラ６，７からの撮像信号に基づいて、運転者の視覚状態（顔の向き、瞬目、視線）を検知する。具体的に、運転者の顔の向き、瞬目及び視線は、共に、第１の車室内ＣＣＤカメラ６の映像から算出される。

視覚状態検知ユニット１０は、通信ケーブル（図示省略）によって、エアバッグ装置３及び居眠り警報装置５に接続されている。この視覚状態検知ユニット１０は、運転者の視覚状態の検知結果を、検知信号として各装置３，５に出力する。

このように、着座位置検知ユニット８、頭部位置検知ユニット９、及び視覚状態検知ユニット１０は、運転者の着座位置、頭部位置及び視覚状態を、共通の撮像信号からそれぞれ検知する。

エアバッグ装置３は、通信ケーブル（図示省略）によって、着座位置検知ユニット８、頭部位置検知ユニット９及び視覚状態検知ユニット１０に接続されており、これら各ユニット８〜１０からの検知信号が入力される。このエアバッグ装置３は、エアバッグと、ガスが充填されたインフレータと、車両１の衝突による衝撃を検知するセンサと、装置全体を統括的に制御するＥＣＵとを備えている（いずれも図示省略）。エアバッグ装置３は、センサで衝撃を検知すると、着座位置検知ユニット８、頭部位置検知ユニット９及び視覚状態検知ユニット１０からの検知信号に基づいてタイミングを調整しつつ、インフレータの点火を行ってエアバッグを膨張させる。

外界表示装置４は、通信ケーブル（図示省略）によって、頭部位置検知ユニット９に接続されており、この頭部位置検知ユニット９からの検知信号が入力される。この外界表示装置４は、運転者（乗員）の死角となる外界の領域を撮像する車室外ＣＣＤカメラと、運転者の死角を形成するピラー等に配置された液晶ディスプレイと、装置全体を統括的に制御するＥＣＵとを備えている（いずれも図示省略）。外界表示装置４は、頭部位置検知ユニット９からの検知信号に基づいて映像補正処理を施してから、液晶ディスプレイに外界の映像を表示する。

居眠り警報装置５は、通信ケーブル（図示省略）によって、着座位置検知ユニット８及び視覚状態検知ユニット１０に接続されており、これら各ユニット８，１０からの検知信号が入力される。この居眠り警報装置５は、ブザーやランプ等の報知手段と、装置全体を統括的に制御するＥＣＵとを備えている（いずれも図示省略）。居眠り警報装置５は、着座位置検知ユニット８及び視覚状態検知ユニット１０からの検知信号に基づいて報知手段を動作させる。

本実施形態によれば、着座位置検知ユニット８、頭部位置検知ユニット９及び視覚状態検知ユニット１０は、第１及び第２の車室内ＣＣＤカメラ６，７からの撮像信号に基づいて、運転者の着座位置、頭部位置、及び視覚状態を検知する。すなわち、運転者の着座位置、頭部位置、及び視覚状態の検知を、２個のＣＣＤカメラからの撮像信号のみで実現できるため、それぞれの検知を別の装置で実現し、多数のセンサ及びカメラを用いる場合に比べて、コストが下がり、レイアウト面でも有利である。また、運転者の着座位置、頭部位置、及び視覚状態の各検知結果に関連性があり、信頼性の高い制御、すなわち車両１の高い安全性能を実現することができる。例えば、エアバッグ装置３におけるインフレータ（図示省略）の点火タイミングを、運転者の着座位置だけでなく、運転者の頭部位置に基づいて、より細かく制御することができる。また、運転者の視覚状態に基づいて、エアバッグ（図示省略）及び顔面の接触面積を考慮した制御を行うことができる。

なお、本実施形態では、乗員状態検知装置２の検知結果を利用して、エアバッグ装置３、外界表示装置４及び居眠り警報装置５の動作を制御したが、これらの装置３〜５の動作を制御することに限定されず、乗員状態検知装置２の検知結果を利用できる装置であれば、どのような装置の動作を制御してもよい。

以上、本発明者によってなされた発明を適用した実施形態について説明したが、この実施形態による本発明の開示の一部をなす論述及び図面により本発明は限定されることはない。すなわち、この実施形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施形態、実施例及び運用技術等は全て本発明の範疇に含まれることは勿論であることを付け加えておく。

１ 車両
２ 乗員状態検知装置
６ 第１の車室内ＣＣＤカメラ（第１の撮像手段）
７ 第２の車室内ＣＣＤカメラ（第２の撮像手段）
８ 着座位置検知ユニット（検知手段）
９ 頭部位置検知ユニット（検知手段）
１０ 視覚状態検知ユニット（検知手段）

Claims (2)

1. 車両に搭載される乗員状態検知装置であって、
   前記車両の車室内の前部に固定的に設けられ、前記車室内の運転席に着座した運転者の少なくとも頭部を正面前方から撮像し、その画像データを第１撮像信号として出力する第１の撮像手段と、
   前記車室内の前部に固定的に設けられ、前記運転者の少なくとも上半身を斜め前方から撮像し、その画像データを第２撮像信号として出力する第２の撮像手段と、
   前記運転者の着座位置を、前記第１撮像信号と前記第２撮像信号とに基づいて検知する着座位置検知手段と、
   前記運転者の頭部位置を、前記第１撮像信号と前記第２撮像信号とに基づいて検知する頭部位置検知手段と、
   前記運転者の視覚状態を、前記第１撮像信号に基づいて検知する視覚状態検知手段と、を備え、
   前記第１の撮像手段は、前記着座位置検知手段と前記頭部位置検知手段と前記視覚状態検知手段とに共通の第１撮像信号をそれぞれ出力し、
   前記第２の撮像手段は、前記着座位置検知手段と前記頭部位置検知手段と前記視覚状態検知手段とに共通の第２撮像信号をそれぞれ出力し、
   前記第１の撮像手段と前記第２の撮像手段とは、前記着座した運転者の高さ方向の撮像範囲が異なる
   ことを特徴とする乗員状態検知装置。
2. 車両に搭載される乗員状態検知装置であって、
   前記車両の車室内の前部に固定的に設けられ、前記車室内の運転席に着座した運転者の少なくとも頭部を正面前方から撮像し、その画像データを第１撮像信号として出力する第１の撮像手段と、
   前記車室内の前部に固定的に設けられ、前記運転者の少なくとも上半身を斜め前方から撮像し、その画像データを第２撮像信号として出力する第２の撮像手段と、
   前記運転者の着座位置を、前記第１撮像信号と前記第２撮像信号とに基づいて検知する着座位置検知手段と、
   前記運転者の頭部位置を、前記第１撮像信号と前記第２撮像信号とに基づいて検知する頭部位置検知手段と、
   前記運転者の視覚状態を、前記第１撮像信号に基づいて検知する視覚状態検知手段と、を備え、
   前記第１の撮像手段と前記第２の撮像手段とは、前記着座した運転者の高さ方向の撮像範囲が異なる
   ことを特徴とする乗員状態検知装置。

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