JPH08290751A - 車のセンサシステムおよび安全システム - Google Patents

車のセンサシステムおよび安全システム

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JPH08290751A
JPH08290751A JP8070055A JP7005596A JPH08290751A JP H08290751 A JPH08290751 A JP H08290751A JP 8070055 A JP8070055 A JP 8070055A JP 7005596 A JP7005596 A JP 7005596A JP H08290751 A JPH08290751 A JP H08290751A
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vehicle
sensor
passenger
child
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JP8070055A
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John H Kamei
ジョン・エイチ・カメイ
Cathy L Boon
キャシー・エル・ブーン
Phillip F Stevens
フィリップ・エフ・スティーブンス
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Boeing North American Inc
Original Assignee
Rockwell International Corp
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    • B60R21/01512—Passenger detection systems
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 車内の乗者抑制システムの安全性を高めるた
めに自動車の乗者安全システムを提供する。 【解決手段】 車の乗者安全システムは、助手席区域の
乗者の状態を分類するイメージセンサおよびプロセッサ
を含み、エアバッグが作動されるべきかどうかを決定す
る。イメージ処理システムは、イメージ処理エレクトロ
ニクスを備えた光検出器アレイセンサ３１４とレンズア
センブリ３１２とを含み、車内の助手席区域の視覚表現
を捕捉する。視野内の対象は次いで識別され、後ろ向き
の子供用補助イスが助手席内にあるのかどうかを決定
し、助手席サイドのエアバッグを不能化できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の分野】この発明は車内の撮像およびセンシング
に関し、より特定的には、車の助手席に人が座っていな
いのか、一人の人が座っているのか、または後ろ向きの
子供用補助イスに座っている子供がいるのかどうかを決
定する装置に関する。
【０００２】
【関連技術の説明】自動車の安全強化機能に対する需要
と要望が高まるにつれ、そのような安全備品および装置
自身が原因で人が怪我をする状況は悪化している。たと
えば、そのような補足的な安全装置を備えた自動車内の
助手席サイドの膨張性の抑制システム（エアバッグ）は
一般に、車の前部分の十分に大きな衝撃の際作動され
る。しかしながら、後ろ向きの子供用補助イス、すなわ
ち拘束された子供が自動車の助手席の背の方向を向いて
いるところでは、エアバッグの作動の際、危険要素を含
んでおり危険を招く可能性がある。典型的な子供用補助
イスに拘束された子供に大きなダメージが生ずるのは、
エアバッグがまず作動態勢に入り、２００ｍｐｈまでの
速度で吹き出すときである。図１に示されるように、膨
張しているエアバッグ１１０は、子供用補助イス１１２
の上で作動し、座っている子供の頭の後部に力が加えら
れている。
【０００３】エアバッグと直接接触したために子供が怪
我をするおそれがあるだけでなく、もし作動しているエ
アバッグが子供用補助イス１１２を助手席の背１１４に
押しやったとしたら、後ろ向きの子供用補助イスに座っ
ている子供が怪我をするおそれも出てくる。車の後部座
席に子供用補助イスを置けば子供を安全に運べると認め
られるが、車によっては後部座席を有していないものも
あり（たとえばトラックおよび小さなスポーツカー）、
後部座席が子供用補助イスを収容できないような車もあ
り得る。
【０００４】さらに、コンパクトなピックアップトラッ
クおよびスポーツカーのような、運転台が小さい車にお
いては、もし衝撃の際車の窓が閉まっていると、エアバ
ッグの作動が、車にダメージを与え、運転者も怪我する
可能性がある。そのような場合においては、もし衝撃の
際運転者および助手席双方のエアバッグが作動すれば、
車のサイドウィンドウは粉砕されかつ運転者の鼓膜も破
裂する可能性があるが、これは小さな内部容積内で気圧
が急激に増大するためである。さらに、作動後の助手席
のエアバッグの交換費用は、助手席に人がいなければ作
動する必要はなかったものであるが、相当なものになり
得る。
【０００５】したがって、後ろ向きの子供用補助イスに
座っている子供の安全性を高め、かつ不必要に作動され
たエアバッグの費用を減らすために、さまざまな検出技
術が提案された。たとえば、手動式オーバーライドスイ
ッチが、運転者が手動で助手席サイドのエアバッグを不
能化できるように設置され得る。しかしながら、そのよ
うな装置は、運転者または操縦者が、自動車の助手席に
いる乗者または後ろ向きの子供用補助イスに座っている
子供がいるかに依って、スイッチをオンにするかまたは
オフにするかを単に忘れてしまうような場合においては
有効でない。ダッシュボード指示器または自動リセット
装置のような安全強化システムでさえ、誰でも使用でき
るというわけではないだろう。後ろ向きの子供用補助イ
スに座っている子供を乗せた運転者の止まる回数が多け
れば、運転者が連続して手動でスイッチをリセットしな
ければならないのも厄介である。
【０００６】乗者検出のための他の安全強化機構は、レ
ーダーまたは超音波技術を含む。レーダーまたは音波を
検出する感覚装置は、ダッシュボードまたは助手席自体
に設置され得る。しかしながら、もしダッシュボードが
遮られるかまたはシートが覆われているならば、助手席
にいる乗者の正確な検出は邪魔されてしまうであろう。
さらに、消費者は一般に、「光線および音波」が自分た
ちに照射されていると考えることを好まないということ
が見出された。その結果、そのようなアプローチは典型
的には好ましくない。
【０００７】
【発明の概要】したがって、この発明の目的は、車内の
乗者抑制システムの安全性を高めるための自動車の乗者
安全システムを提供することである。この発明のさらな
る目的は、車内のエアバッグ制御エレクトロニクスが、
座席区域の占有状態に依って、好ましいエアバッグの作
動を決定するためにこの発明と通信する、通信および検
出システムを提供することである。
【０００８】これらおよび他の目的に従えば、この発明
に従った乗者安全システムは、シートベルトの伸張、車
の速度、ドアの開放状態、シートの重量などのような他
のセンサと関連するイメージ処理技術を含み、好ましい
エアバッグの作動を決定する。好ましい実施例におい
て、イメージ処理システムは一般に、イメージ処理エレ
クトロニクスを備えたフォトトランジスタアレイセンサ
およびレンズアセンブリを含み、助手席区域の視覚表示
を捕捉する。視野内の対象物は次いで識別され、助手席
に人がいるのか、または後ろ向きの子供用補助イスに子
供が座っているのかどうかを決定する。
【０００９】光検出器アレイは主として、近赤外線およ
び可視光スペクトル内のフォトン受光に基づいてイメー
ジを捕捉する。可視光源で運転者の気をそらすことな
く、暗いかまたは一様でない照明状態で動作するため
に、この発明は赤外線源を助手席区域に向ける。赤外線
エミッタは回路基板上にマウントされ、これは好ましく
は、処理素子と、動作ソフトウェアおよび誤りコード情
報を含むメモリ素子と、車の電子システムへのインタフ
ェースと、電源とを含む。
【００１０】この発明の実施例は、好ましくは車の内部
に位置し、ルーフヘッドライナーまたはオーバーヘッド
コンソールに装着される。この発明に従えば、乗者セン
シングシステムは、助手席区域の視野を最大化しかつ障
害物が視野に入る可能性を最小化するように位置し、あ
る状況に依存して助手席サイドのエアバッグの作動が最
適化され得るようにする。
【００１１】この発明の他の目的および局面は、この発
明の限定としてではなく一例として示される発明の詳細
な説明から当業者には明らかになるであろう。
【００１２】
【好ましい実施例の詳細な説明】この発明を実行するの
に現在最もよく企図されたモードを以下に説明する。添
付図面において、類似の数字が、複数の図の類似の部分
を指定する。この説明は、この発明の実施例の一般的な
原理を示すためにされるのであって、限定した意味で受
取られるべきではない。この発明の範囲は、前掲の請求
項を引用することにより決定される。
【００１３】この発明の好ましい実施例に従う、自動車
の乗者センサシステム２００は、図２に一般に示され
る。この発明の実施例は、車のエアバッグ電子制御モジ
ュール２１２と通信しかつ調和して働くことに向けられ
ており、車の前のアウトボード内の助手席に前方を向い
ている人間がいるのかいないのかを周期的に感知する。
乗者がいるのかいないのかによって、乗者センサシステ
ムは、衝突または他の衝撃の際、助手席サイドのエアバ
ッグの開始または作動を能動化するべきか、抑止するべ
きかまたはそうでなければ修正すべきかを決定する。
【００１４】この発明の好ましい実施例は、抑制システ
ムセンシング機能を果たし、前方を向いている人間が助
手席にいるときだけ必要とあらば作動されるように助手
席サイドのエアバッグの作動を制御する。より特定的に
は、この発明の実施例は、助手席内の後ろ向きの子供用
補助イスに座っている子供と前方を向いている人間とを
区別することに向けられている。この発明の別の実施例
において、エアバッグの作動は、車の助手席内の後ろ向
きの子供用補助イスに座っている子供を検出したときだ
け不能化され得ることが認められる。このような実施例
に従えば、もしどんな前方を向いている人または物体で
あれ、それがセンサの視野、たとえば助手席内に配置さ
れれば、衝撃または衝突の際エアバッグは作動するであ
ろう。この発明の別の実施例において、乗者センシング
システムにより乗者の相対的な大きさおよび位置が決定
され、この情報は作動するエアバッグの開始、速度およ
び膨張した容積を最適化するのに用いられることも認め
られる。
【００１５】図２に示されるように、この発明２００の
好ましい実施例は、運転者の視線の上方でありかつ助手
席２０４の上方である、車の上部コンソール２０２に位
置している。車内部の座席区域のほとんどの特徴が見え
るようにするこの発明の実施例を支持するには、自動車
の乗者センサシステムの実施例をオーバーヘッドコンソ
ール２０２に装着することが一般に好ましい。センサの
実施例の構成は、腕および物体が視野を遮らないように
しなければならない。したがって、図２に示されるよう
に、この発明の実施例は好ましくは、中央のコンソール
区域２０２、バックミラー（図示せず）または車の助手
席または運転者サイドのいずれか一方のヘッドライナー
の近くにあるピラー２０６、２０８および２１０にまた
はその近くに装着されることが好ましい。センサの実施
例が車の内部を十分に視ることができ、かつ乗者および
／または物体を正確に区別することができる場所であれ
ばどこでも、他の装着構成が利用され得ることが認めら
れる。
【００１６】この発明の好ましい実施例の一般的な動作
は図３を参照して説明される。イメージ３１０（本を持
つ女性として示される）は、レンズ３１２を介して視ら
れる。レンズ３１２は、光検出器アレイ３１４を横切っ
てイメージ３１０を一様に集束するように設けられる。
光検出器３１４はアナログおよび／またはデジタル処理
能力を含み得る。好ましい実施例において、インタフェ
ースエレクトロニクスまたはイメージ処理アルゴリズム
は、センサ３１４自身またはセンサエレクトロニクス、
たとえば図４の回路基板４１０に組込まれる。
【００１７】同様に、光検出器アレイ３１４の出力に結
合されたアナログ−デジタル変換器３１６は、センサま
たは光検出器アレイ３１４内に組込まれ得る。Ａ／Ｄ変
換器３１６の出力は、イメージ処理を行なう汎用プロセ
ッサ３１８に入力される。光検出器アレイエレクトロニ
クスにより達成されなかったどんなイメージ処理もプロ
セッサ３１８により行なわれるであろうし、これは、助
手席区域のイメージが後ろ向きの子供用補助イスに座っ
ている子供を表わすのかどうかを最終的に決定する。
【００１８】より特定的には、乗者センサモジュール２
００の実施例のコンポーネントのいくつかが図４に示さ
れる。例示の実施例において、複数の電子コンポーネン
トが回路基板４１０上にマウントされる。回路基板エレ
クトロニクスのより詳細な説明は図７を参照して以下に
述べられる。好ましい実施例において、回路基板は、シ
ステムパッケージのための限定された容積の制限に従う
ことができるように可撓性の材料からなる統合された配
線で作られている。好ましくは、可撓性の回路基板４１
０と、センサアレイ／レンズマウント／レンズアセンブ
リ４１４と、ＩＲ源４１６とは、単一ユニットとして製
造され、適切な留め具を用いてハウジング４１８内に早
くかつしっかりと装着され得る。ハウジングはプラスチ
ック、金属または複合材料で形成されてよく、これは装
着位置と一体にされるかまたは取外せるかまたはそうで
なければポータブルであってよい。
【００１９】好ましい実施例において、ハウジングおよ
び電子センサモジュール２００は、車の内部にしっかり
とかつ確実に装着される。回路基板４１０は、好ましく
はハウジング４１８内に設置され、接続器４１２を介し
て電源および車のエレクトロニクスに結合され、これは
典型的には車の製造者の仕様に従って変化する。したが
って、たとえば、センサ４１４のための電源と回路基板
４１０上のエレクトロニクスすべてとは、車の他の制御
エレクトロニクスと共有され得る。好ましくは、センサ
４１４および回路基板４１０の構成は、もし、たとえば
視界が遮られたりまたは内部に故障があったためにシス
テムにより正しい決定をすることが不可能であれば、通
信するための別個のまたは他の方法の故障表示を含む。
他の接続線は、前方を向いている乗者が検出されたかど
うかをエアバッグエレクトロニクス２１２（図２）に示
すために能動化／抑止線を含み得る。別個の表示エレク
トロニクスは、車内の他の処理エレクトロニクスに接続
する工業規格インタフェースを含んでもよい。
【００２０】センサアセンブリ４１４は、レンズ４２０
と、レンズマウント４２２と、センサ自体５１０とを含
む。好ましい実施例において、これらのコンポーネント
の実装は製造過程で一体に結合されてもよいが、各コン
ポーネントにより行なわれる機能は一般に別個である。
たとえば、低コストの大量生産のためには、センサ／レ
ンズ／装着アセンブリは、単一ユニット、たとえば電気
的接続のために必要なコンタクトが埋込まれた射出成形
のアクリル樹脂で一体に作られ得る。レンズおよびレン
ズ装着を一体に作ることにより、必要な公差に従うため
のアセンブリのばらつきを最小化することで製造コスト
を減らすことができる。そのような単一ユニット構成の
ために、個々のコンポーネントの一貫した配置および整
列が可能になる。しかしながら、さまざまな他の材料お
よび物質が、単一ユニットのまたは分離可能なコンポー
ネントとしてのセンサ、レンズおよびレンズ装着アセン
ブリの製造において用いられ得ることが認められる。
【００２１】この発明の実施例に従って、赤外線源４１
６は、可視光がなくてもイメージを捕捉でき、センサの
視野全体を十分に照らすことのできる、好ましくは赤外
線ＬＥＤ、適切なフィルタリングを備えた電球または別
の照明装置により車の内部を照らす。センサ４１４は、
人間には一般に見えない近赤外線帯における照明に敏感
である。赤外線バンドパスフィルタは、レンズ４２０の
前に置かれてもシステムハウジング４１８と一体にされ
てもよく、センサの動作を近赤外線領域に限定しかつ車
の乗者からシステムの内部のコンポーネントを見えなく
する。センサ４１４は好ましくはイメージベースのセン
サであり、最後に、捕捉された光エネルギをグレースケ
ールイメージに変換する。たとえば、センサアレイおよ
びサポートエレクトロニクスは、各ピクセルが２５６個
の可能なグレーセードのうちの１つにより表わされるよ
うな、６４×６４のピクセルイメージをセンサモジュー
ル回路基板４１０の処理コンポーネントに伝送するのに
用いられ得る。
【００２２】図５は、光検出器アレイ／回路基板５１０
に装着されたレンズ４２０を含むセンサアセンブリ４１
４のより詳細な側面図を示す。ケーブル５１２はセンサ
を回路基板４１０（図４に図示）に結合する。好ましい
実施例において、回路基板４１０と、光検出器アレイ／
回路基板５１０と、配線ケーブル５１２とは、配線とア
センブリの労力とを単純化するためにフレックス回路基
板内で製造される。より特定的には、センサ４１４は、
好ましくは複数のシリコンフォトトランジスタで形成さ
れる光検出器アレイ５１０を含む。光検出器アレイ５１
０は、それ自身のイメージ処理能力を含み得る光収集ツ
ールとして働く。光検出器アレイ５１０（図５に図示）
は、好ましくは従来のＣＭＯＳ設計でできており、した
がって、他の（通常は別個の）電子コンポーネントの機
能を含み得る。
【００２３】回路基板４１０上に含まれるプロセッサ７
２４（図７に図示）は、生のアナログまたはデジタルイ
メージを解析し、かつ黒と白の間のコントラストを最適
化するためにヒストグラムイコライゼーションを行な
う。これは、白をより白く、黒をより黒くシフトするこ
とにより、かつグレーセードを白から黒へ一様に配分す
ることにより行なわれる。確実らしいエッジが次いで区
別され、エッジの角度が決定され、さまざまな対象物、
たとえば子供用補助イスおよび人のいない助手席の分類
を記述するストアされたテンプレートと比較され得る。
このように、子供用補助イスは、その一般的な設計に基
づいて多様なカテゴリに入るので、イメージの区別され
た、精製されたエッジはさまざまなテンプレートと比較
され、現在の捕捉されたイメージの特徴に一致するエッ
ジがあるかどうかを決定する。一致が現在のイメージと
テンプレートとの間に見出されると、その一致によりあ
る程度の確信ができる。
【００２４】子供用補助イスまたは人のいない助手席の
動きまたはずれは限られるので、（変動する照明状態の
影響が一旦なくなれば）動的動きを表わす、連続する捕
捉されたイメージの間の変化は、人間の乗者の検出に確
信を得るのに用いられ得る。さらに、前の分類の履歴と
それらの関連した確信値とは、絶えず解析され、乗者セ
ンサにより生成される現在の分類決定の信頼性を向上さ
せることが可能である。したがって、もし、感知された
イメージがたとえば後ろ向きの子供用補助イスであると
いう結論に基づいて、全体としての確信または計算され
た緻密さが高ければ、プロセッサは、この状態をエアバ
ッグ制御エレクトロニクスに伝達し、助手席サイドのエ
アバッグの作動を抑止する。
【００２５】図６は、この発明の好ましい実施例に従っ
たセンサにより視られたイメージを処理しかつ分類する
ためのステップを説明している。感知された入力イメー
ジ６１０は光検出器アレイにより捕捉される。生の感知
されたイメージ６１０は次いでプリプロセッサ６１２に
入力され、これはある強度マッピング機能を適用し、強
調された詳細、エッジを与え、かつ後の段階でしきい値
適合を最小化する強度を正規化する。予め処理されたイ
メージ６１２は次いでサブイメージ空間６２０となり、
これはセグメンタ６２２に入力される。セグメンタ６２
２はスポークフィルタを含み、これは、物体と、乗者
と、偽のエッジの間違った特定につながる可能性のある
潜在的な「太陽黒点」との一部を含むイメージ内の領域
を特定することができる。フィルタのおかげで、イメー
ジ空間を横切って差し込んでくる影および太陽の光のよ
うなものが原因の不自然なエッジを区別し浄化すること
ができる。
【００２６】セグメンタ６２２の出力は強調されたイメ
ージ６３０になる。強調されたイメージは次いで興味位
置探知機（ＩＰＬ）６３２に入力される。好ましくは、
ＩＰＬ６３２はソベルエッジオペレータであり、これは
イメージを検査し、かつイメージの確からしい本質的な
エッジを特定する。エッジオペレータ６３２はまた、隣
接した近傍のエッジピクセルの位置に基づいてエッジの
角度を特定する。したがって、ＩＰＬ６３２は、エッジ
が、強調されたイメージに対して垂直であるのか、水平
であるのかまたは４５°の角度であるのかを示し、従来
の子供用補助イス、人のいないシートおよび乗者の典型
的な形状と構成とを表わすストアされたデータに従って
イメージを分類する。
【００２７】好ましい実施例において、比較のための典
型的な形状および構成は、識別されかつ区別されるべき
さまざまな種類の対象物またはイメージを示すテンプレ
ートまたは基準ライブラリ内に含まれる。たとえば、好
ましい実施例において、テンプレートまたは基準ライブ
ラリは、好ましくは回路基板４１０（図４）上のセンサ
エレクトロニクスに含まれる少なくとも１つのメモリ素
子にストアされる。さまざまなフィルタがＩＰＬ６３２
のために実現され得ることが認められる。エッジ検出フ
ィルタのソフトウェアおよびハードウェアバージョンの
双方が検査され、エッジ検出、区別および識別を最大化
するためにこの発明の実施例に組込まれ得る。
【００２８】図６に示されるように、スポークフィルタ
の出力とともに、ＩＰＬ６３２の機能を行なうエッジオ
ペレータの出力は、特徴ベクトル空間６４０になる。特
徴ベクトル空間６４０は次いで特徴相関器６４２に入力
され、これは、特徴ベクトル空間６４０を、理想化され
た子供用補助イス、人のいないシートおよび乗者の分類
を記述するデータを含むさまざまなストアされたテンプ
レートまたは基準ライブラリに一致させようとする。よ
り特定的には、基準ライブラリは、各対象物の分類の、
イメージに関した特徴について具体的な記述情報を含
む。その結果、そのような対象物のエッジの形状を記述
する基本的な特徴の群が、感知されたイメージと比較す
るために公式化され得る。
【００２９】この発明の好ましい実施例において、特徴
相関器６４２は、空間内でテンプレートをシフトするか
または回転させることによりデータの基準ライブラリを
解釈し、車内のセンサアライメントの不正確さと、可能
性のある助手席の位置の範囲と、子供用補助イスシート
の不適切な設置と、乗者の不規則な動きとに対処するこ
とができる。特徴相関器６４２はさらに、テンプレート
の特定のセグメントだけを検査することができ、セグメ
ントを個々にまたは全体として特徴ベクトル空間６４０
と相関させることができる。したがって、一旦捕捉され
た、感知されたイメージが、強調または識別されたエッ
ジで区別されてしまえば、そのイメージを、基準ライブ
ラリ内にストアされたデータと一致させることができ
る。好ましい実施例において一群の子供用補助椅子がス
トアされているので、センサのプロセッサを、車の前の
助手席内の人または物体の動きまたはわずかな回転に対
しても調整することができる。
【００３０】相関に続いて、特徴相関器６４２の出力は
選別機特徴ベクトル空間６５０に向けられる。選別機特
徴ベクトル空間６５０は、より高次の決定プロセスを与
え、レンズの角度、位置および焦点のばらつきまたは一
貫性のなさを考慮して、感知されたイメージをさらに区
別することができる。特徴ベクトル空間６５０は次いで
選別機６５２に入力され、これは、相関したイメージを
分類する強化された機能を行なう。特徴ベクトル空間６
４０がさまざまなストアされたテンプレートと比較され
る特徴相関器６４２と違って、選別機６５２は、各対象
物による確信を利用し、最も確からしいイメージの分類
を決定する。
【００３１】選別機６５２は、履歴情報または事前情報
のような他の外部の入力も参照する。たとえば、車の助
手席内で５つのイメージを観察した後、センサは、子供
用補助イスシートが観察されているということを９９％
確信して決定し得る。次のイメージについては、センサ
はまた、シートに人がいないということを７７％確信し
て決定し得る。後ろ向きの子供用補助イスが、元の５つ
のイメージ内で最も確からしく観察されたという情報を
用いて、もっと一貫した、そして明確な検証が得られる
まで、席に人がいないという表示は検討され得る。した
がって、選別機６５２は、車のさまざまなシートの位置
および視角に従って、その観察と決定とを適合させるこ
とができる。
【００３２】選別機６５２の出力は最終的に、車のエレ
クトロニクスに、そしておそらくは運転者に決定出力６
６０で伝達される。この時点で、イメージのクラスを示
す最終決定の通信がなされる。好ましい実施例におい
て、確信レベルは、パーセンテージで、エアバッグ能動
化／不能化決定に変換され、これは車のエアバッグ制御
エレクトロニクスに伝達される。その結果、たとえば、
イメージが後ろ向きの子供用補助イスシートであるとい
う決定があり次第、選別機６５２は、衝撃の際助手席サ
イドのエアバッグの作動を実質的に不能化する。
【００３３】図７は、図４に示される回路基板４１０の
好ましい実施例の詳細な説明である。センサ７１０は、
多数の機能を実現する特定用途向集積回路（ＡＳＩＣ）
７０８に結合される。ＡＳＩＣ７０８の一部分である、
センサタイミングおよび制御装置７１２には、ＡＳＩＣ
７０８をセンサ７１０に接続する複数の線が設けられ
る。タイミングおよび制御装置７１２は、センサからピ
クセルごとにイメージを捕捉し、かつそのイメージをラ
ンダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）７３４にフォーマット
するのに必要な水平および垂直制御を与える。イメージ
データは次いで、完全なイメージを表わすために組合さ
れる。
【００３４】クロック７１４は、リアルタイムクロック
および診断ロガー（ＲＴＣ／ＤＴＬ）７１６のために時
間のログをとるのに用いられる。ＲＴＣ／ＤＴＬ７１６
は、事象のリアルタイムを誤り検出および診断ツールイ
ンタフェース７１８に与える。システムが動作している
ときはいつでも、誤り検出回路７１８は、自己試験診断
機能を連続して実行し、システムの正しい動作を検証す
る。診断ツールインタフェースは、問題を診断するため
に車の製造者により設けられることが好ましい。診断ツ
ールインタフェース７１８は、車の製造者により設けら
れた外部診断装置から指令を受け取り、較正のために自
己試験を開始し、かつ決定された状態を診断ツールに伝
達し戻す回路を表わす。
【００３５】外部バスインタフェース７２０は、誤り検
出および診断ツールインタフェース７１８に結合され
る。バスインタフェース７２０は、車の製造者により必
要とされる他のオンボードエレクトロニクスと通信す
る。たとえば、もしデータ通信インタフェースとして車
の製造者により選択されるならば、これはＳＡＥJ1850
バスインタフェースとして機能を果たすのに必要なエレ
クトロニクスを代表するものであろう。しかしながら、
他のバスまたは接続装置が利用されてもよいことが認め
られる。
【００３６】誤り検出および診断ツールインタフェース
７１８から延びている２本の別個の線は、誤りが検出さ
れたかどうか（線７３０）および／またはエアバッグが
能動化されるべきかまたは不能化されるべきか（線７３
２）を示す。誤り線７３０は、車に、自己試験問題が診
断されたかまたはイメージが動作していないかというこ
とを示す。能動化／抑止線７３２は、エアバッグ電子制
御モジュールと通信し、後ろ向きの子供用補助イスシー
トまたは人のいないシートの状態が検出された場合に、
エアバッグの作動が不能化されるべきであると示す。
【００３７】マイクロコントローラマクロ７２４は、セ
ンサ７１０により捕捉されたイメージに関してイメージ
処理を行なう。スーパーバイザ／監視タイマ７２６は、
周期的にシステムを検査し、ＡＳＩＣ７０８が確実に正
しく機能するようにする。好ましい実施例において、監
視タイマ７２６は、必要なバッテリパワーを低減させる
ために、キーオン位置、すなわち点火スイッチがオンの
ときのみ動作する。クリスタル７４２は、マイクロコン
トローラ７２４のために基準クロックとして働く。自動
車のバッテリは、乗者センサエレクトロニクスにより用
いられる電圧調整器７４０により＋５ボルトＤＣまで調
整される、公称１２ボルトＤＣ電源を与える。調整され
た＋５ボルトＤＣは、監視タイマ７２６とＥＥＰＲＯＭ
７３６とに与えられる。ＥＥＰＲＯＭ７３６は、状態を
モニタする車のエレクトロニクスに与えられた誤りコー
ド情報をストアする。もし十分な容量があれば、ＲＡＭ
７３４は、別個の装置であるかまたはＡＳＩＣ７０８内
に含まれてよい。
【００３８】この発明の好ましい実施例において、上で
述べられかつ図７に示されるように、ＡＳＩＣ７０８は
複数のコンポーネントを含むが、さまざまなコンポーネ
ント、たとえば、クロック、インタフェース、マイクロ
コントローラがディスクリートコンポーネントとして一
体に結合されてもよいことが認められる。
【００３９】図８は、この発明の好ましい実施例の動作
を示す流れ図である。典型的には、３つのシナリオが考
えられる。第１のシナリオは、前の助手席には人がいな
いことを示す８１０である。第２のシナリオは、前の助
手席区域内に後ろ向きの子供用補助イスシートがあるこ
とを示す８１２である。第３のシナリオ８１４は、他の
すべての着席構成、たとえば前方を向いている乗者、子
供用シートおよび他の物体が表わされる。一般に、もし
シナリオ８１０および８１２が観察されれば、助手席サ
イドのエアバッグは不能化される。他のどんな予想され
る場合８１４も、エアバッグは能動化されるだろう。
【００４０】動作において、車の運転者が点火のスイッ
チをオンにすると（ステップ８１６）、決定プロセスが
開始される。そのとき、センサは、最初にイメージを捕
捉する。イメージは、３つの可能性のあるシナリオ８１
０、８１２または８１４のうちの１つにある。この発明
のセンサの実施例は次いで、図６を参照して説明された
過程に従って、イメージを解釈しかつ分類する（ステッ
プ８２０）。ステップ８１８から８２２は、できるだけ
早く繰返され、各フレームの存続時間は、実行されるソ
フトウェアと乗者センサの処理能力とで決まる。
【００４１】特定のフレームまたはイメージの分類結果
に基づいて、かつ他のどの入力または別のストアされた
情報であれ、それらを考慮して、エアバッグが能動化さ
れるべきかまたは不能化されるべきかが決定される。別
の情報は、他の種類のセンサからの入力を含み得る。た
とえば、数ある中では、ダッシュボード装着超音波セン
サ、シート圧力センサまたはシートベルトラッチセンシ
ングスイッチが統合され得る。さらに、他の入力は、一
番新しい５ないし１０の決定の過去の履歴と、初期の分
類と関連し得る確信要因とを含み得る。したがって、得
られかつ入力された情報に基づいて、助手席区域の現在
の状態が決定され得る。この発明の好ましい実施例は次
いで、エアバッグの作動を能動化するべきかまたは不能
化するべきかについての決定を車のエアバッグエレクト
ロニクス（図２の２１２）に伝達する。イメージ処理と
同時に、この発明の好ましい実施例は、自己検査ルーチ
ンを含み、連続した、正しくかつ信頼できる動作を検証
する。自己試験は、ある背景の特徴の周期的な検査また
はピクセルの強度のヒストグラムの解析が行なわれる、
エレクトロニクス検査または基本イメージ収集検証を含
み得る。
【００４２】この発明の実施例に従えば、好ましい装着
位置は、車内部のヘッドライナーのオーバーヘッドコン
ソールである。車の構成に依存して、より有利なセンサ
の視野または安全に関した配慮のために、別の装着位置
も好ましい。図２に示されるように、車の助手席または
運転者サイドのいずれかのピラーＡ、ＢおよびＣ、２０
６、２０８および２１０はそれぞれ、センシングモジュ
ール２００を装着するために使用されてよい。さらに、
他の配置が実現され得ることが認められる。たとえば、
センサの実施例は、車の丸天井のライトの構造体、バッ
クミラーまたはサンバイザー内に含まれてよい。
【００４３】この発明の実施例は、他のイメージ識別の
目的にも適用され得る。たとえば、この発明の別の実施
例は、車内に侵入者または侵入者の腕が入ってくるのを
感知するのに用いられ得る。そのような応用は、コンバ
ーチブルまたはトラックのようなある種類の車において
特に有用である可能性がある。安全システムで用いられ
るセンサの実施例は、好ましくは、車の全内部容積の広
角の視野を備えているので、もっと正確でかつ具体的な
イメージの識別はおそらくは必要ないであろう。したが
って、影または他の目標にされていない動きの不慮の検
出を避けるために、低減された感度でのイメージ識別が
実現されるであろう。
【００４４】この詳細な説明は、この発明の例を示すた
めだけに述べられるのであって、いかなる方法であれ、
その範囲を限定すると考えられるべきではない。明らか
に、前掲の請求の範囲およびその均等物で規定されるこ
の発明の範囲から逸脱することなく、多くの付加、代替
および他の修正がこの発明に対してなされ得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】子供用補助イスと関連して、膨張性抑制安全シ
ステムの典型的な動作を示す図である。
【図２】この発明の好ましい実施例に従った自動車の乗
者センサシステムの斜視図である。
【図３】この発明の実施例に従ったセンサシステムの１
つの局面を示す図である。
【図４】図３の自動車の乗者センサシステムの実施例の
センサの構成を示す分解図である。
【図５】この発明の実施例に従ったレンズの配置を示す
図である。
【図６】この発明の実施例に従った乗者センサのイメー
ジ処理機構の流れ図である。
【図７】この発明の好ましい実施例に従った乗者センサ
のブロック図である。
【図８】この発明の実施例に従った自動車の乗者センサ
システムの一般的な動作の流れ図である。
【符号の説明】
２００ イメージセンサ ３１２ レンズ ３１４ 光検出器アレイ ３１６ アナログ−デジタル変換器 ３１８ プロセッサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 キャシー・エル・ブーン アメリカ合衆国、92621 カリフォルニア 州、ブレア、エヌ・ブレア・ブールバー ド、520、ナンバー・９ (72)発明者 フィリップ・エフ・スティーブンス アメリカ合衆国、90631 カリフォルニア 州、ラ・ハブラ、アベニダ・サント・ドミ ンゴ、341

Claims (19)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 車の内部の対象物の有無を感知し、かつ
    前記対象物のイメージを分類するための車のセンサシス
    テムであって、前記対象物は反射光エネルギと関連して
    おり、 前記対象物の考えられるイメージと特徴とを表わすイメ
    ージ分類情報と、 前記イメージ分類情報をストアするための記憶手段と、 前記車の前記内部を視るためのイメージセンサとを含
    み、前記イメージセンサは、 前記対象物の前記イメージを視、かつこれを集束するた
    めのレンズと、 前記対象物の前記イメージを捕捉し、かつ前記対象物に
    関連している前記反射光エネルギを検出するための光検
    出器アレイとを含み、さらに、その熱放射は生のアナロ
    グイメージ信号として表わされ、前記センサシステムは
    さらに、 前記生のアナログイメージ信号を受取り、かつ前記生の
    アナログイメージ信号を前記対象物の前記イメージの輪
    郭を表わすデジタルデータに変換するためのアナログ−
    デジタル変換器と、 前記デジタルデータを解析し、かつ前記デジタルデータ
    により表わされた前記イメージの前記輪郭を区別するた
    めのプロセッサとを含み、前記プロセッサは、 前記対象物の前記イメージの前記区別された輪郭を、前
    記ストアされたイメージ分類情報と比較するための比較
    手段を含み、もし乗者の前記イメージの前記輪郭が、前
    記ストアされた考えられるイメージおよび特徴のうちの
    １つに一致すると、前記プロセッサは、前記イメージの
    前記輪郭が、前記ストアされた考えられるイメージを表
    わすことを決定する、車のセンサシステム。
  2. 【請求項２】 前記光検出器アレイが複数のフォトトラ
    ンジスタを含む、請求項１に記載の車のセンサシステ
    ム。
  3. 【請求項３】 前記光検出器アレイが少なくとも１つの
    電荷結合素子を含む、請求項１に記載の車のセンサシス
    テム。
  4. 【請求項４】 前記車には、後ろ向きの子供用補助イス
    をのせかつ助手席サイドのエアバッグを搭載している助
    手席が備えてあり、さらに、後ろ向きの子供用補助イス
    の複数の考えられるイメージが前記記憶手段内にストア
    されており、もし前記プロセッサが、前記助手席内の前
    記対象物の前記イメージの前記輪郭が、後ろ向きの子供
    用補助イスの前記考えられるイメージの１つに一致する
    と決定すれば、前記プロセッサは前記助手席サイドのエ
    アバッグが不能化されるようにする、請求項１に記載の
    車のセンサシステム。
  5. 【請求項５】 前記車の前記内部を照らすための照明手
    段をさらに含む、請求項１に記載の車のセンサシステ
    ム。
  6. 【請求項６】 前記照明手段が少なくとも１つの発光ダ
    イオードを含む、請求項５に記載の車のセンサシステ
    ム。
  7. 【請求項７】 前記照明手段が少なくとも１つのフィル
    タリングされた電球を含む、請求項５に記載の車のセン
    サシステム。
  8. 【請求項８】 前記記憶手段と、前記イメージセンサ
    と、前記アナログ−デジタル変換器と、前記プロセッサ
    とは、回路基板上に一体に結合される、請求項１に記載
    の車のセンサシステム。
  9. 【請求項９】 前記回路基板は、さまざまな構成に合う
    ように可撓性である、請求項８に記載の車のセンサ。
  10. 【請求項１０】 前記イメージセンサは前記車の前記内
    部に装着される、請求項１に記載の車のセンサ。
  11. 【請求項１１】 前記車の前記内部はオーバーヘッドコ
    ンソールを有しており、前記イメージセンサは前記オー
    バーヘッドコンソールに装着される、請求項１に記載の
    車のセンサ。
  12. 【請求項１２】 助手席サイドのエアバッグがエアバッ
    グエレクトロニクスにより制御される車の助手席に座っ
    ている乗者の安全性を高めるための安全システムであ
    り、前記安全システムは、もし後ろ向きの子供用補助イ
    スシートに座っている子供を表わすイメージが識別され
    れば、前記助手席サイドのエアバッグを不能化するため
    のものであり、 前記車内の複数の着席構成を表わすデータのテンプレー
    トをストアするための記憶装置を含み、前記テンプレー
    トの少なくとも１つは、後ろ向きの子供用補助イスシー
    トに座っている子供を規定し、さらに、 前記車の前記助手席を視るためのセンサを含み、前記セ
    ンサは、 前記乗者の前記イメージを集束するためのレンズを含
    み、前記乗者は、関連の反射光エネルギを有し、さら
    に、 前記乗者の前記反射光エネルギを検出しかつ測定するた
    めの光検出器アレイを含み、前記光検出器アレイは出力
    イメージ信号を与え、前記システムはさらに、 前記出力イメージ信号を前記ストアされたデータのテン
    プレートと比較し、前記出力イメージ信号が、前記スト
    アされたテンプレートにより表わされる前記複数の着席
    構成のうちの１つと相関するかどうかを識別するための
    プロセッサを含み、もし後ろ向きの子供用補助イスシー
    トに座っている子供が識別されれば、前記プロセッサは
    前記エアバッグエレクトロニクスと通信し、前記助手席
    サイドのエアバッグを不能化する、安全システム。
  13. 【請求項１３】 前記プロセッサが、 前記出力イメージ信号の弱いエッジおよび偽のエッジを
    特定するための手段と、 前記弱いエッジおよび偽のエッジを前記出力イメージ信
    号から分離し、強調されたイメージを規定するための手
    段と、 前記強調されたイメージをフィルタリングして偽のエッ
    ジと弱いエッジとを放棄するための手段と、 前記フィルタリングされた、強調されたイメージに従っ
    て、前記乗者の前記識別を修正するための手段とを含
    む、請求項１２に記載の安全システム。
  14. 【請求項１４】 前記センサの正しい動作とプロセッサ
    の機能とを連続してテストするための自己試験システム
    をさらに含む、請求項１３に記載の安全システム。
  15. 【請求項１５】 センサにより観察されたイメージを分
    類する方法であって、 基準ライブラリ内に前記観察されたイメージの従来の構
    成を表わす分類データをストアするステップと、 前記観察されたイメージの入力イメージを捕捉するステ
    ップと、 前記入力イメージの詳細およびエッジを区別するステッ
    プと、 前記入力イメージの考えられる偽のエッジを特定し、前
    記入力イメージを遮る不自然なエッジを区別するステッ
    プと、 前記偽のエッジを前記入力イメージから分離し、強調さ
    れたイメージを規定するステップと、 前記強調されたイメージの前記エッジの角度を決定し、
    高い確率のエッジと弱いエッジとを識別するステップ
    と、 前記強調されたイメージをフィルタリングして偽のエッ
    ジと弱いエッジとを放棄するステップとを含み、前記フ
    ィルタリングされた、強調されたイメージは特徴ベクト
    ル空間を規定し、さらに、 前記特徴ベクトル空間を前記基準ライブラリ内の前記ス
    トアされた分類データと相関させるステップと、 前記特徴ベクトル空間と前記基準ライブラリとの間の一
    致に従って、前記相関した特徴ベクトル空間を分類する
    ステップとを含む、方法。
  16. 【請求項１６】 請求項１５のステップすべてを何度も
    行なうステップと、 前記分類された、相関した特徴ベクトル空間値を履歴デ
    ータとしてストアするステップと、 一番新しく分類された、相関した特徴ベクトル空間を前
    記履歴データと比較するステップと、 前記履歴データとの前記比較に従って、前記分類され
    た、相関した特徴ベクトル空間を修正するステップとを
    さらに含む、請求項１５に記載の方法。
  17. 【請求項１７】 前記センサにより観察された前記イメ
    ージが、エアバッグエレクトロニクスシステムにより作
    動される、助手席サイドのエアバッグを有する車の助手
    席に座っている乗者を表わし、 前記相関した特徴ベクトル空間を後ろ向きの子供用補助
    イスに座っている子供として分類するステップをさらに
    含み、前記分類された、相関した特徴ベクトル空間は、
    分類されたイメージを規定し、さらに、 前記エアバッグエレクトロニクスシステムと通信し、助
    手席サイドのエアバッグを不能化するステップを含む、
    請求項１５に記載の方法。
  18. 【請求項１８】 助手席サイドのエアバッグを装備した
    車の助手席内のイメージを識別する方法であって、 前記イメージの少なくとも３つの可能性のある着席構成
    を表わす分類データをストアするステップを含み、前記
    少なくとも３つの可能性のある着席構成は、人のいない
    助手席と、前記助手席内の後ろ向きの子供用補助イスに
    座っている子供と、前方を向いている乗者とを含み、前
    記分類データは基準ライブラリ内にストアされ、 前記イメージを観察するステップを含み、前記イメージ
    は、予め定められた時間期間により規定された複数のフ
    レームごとに観察され、さらに、 前記観察されたイメージの前記複数のフレームを捕捉す
    るステップと、 前記観察されたイメージの詳細およびエッジを区別し、
    前記観察されたイメージの弱いおよび偽のエッジを分離
    し、前記弱いおよび偽のエッジを前記観察されたイメー
    ジからフィルタリングすることにより前記イメージの前
    記捕捉されたフレームを解釈するステップと、 前記フィルタリングされた、観察されたイメージを、前
    記ストアされた分類データと比較し、前記フィルタリン
    グされた、観察されたイメージが前記少なくとも３つの
    可能性のある着席構成のうちの１つに一致するかどうか
    を決定するステップと、 前記少なくとも３つの可能性のある着席構成のうちの１
    つ内で、前記フィルタリングされた、観察されたイメー
    ジを分類するステップとを含み、 もし前記助手席に人がいないと決定されれば、前記助手
    席サイドのエアバッグは不能化され、 もし後ろ向きの子供用補助イスに座っている子供が前記
    助手席にいると決定されれば、前記助手席サイドのエア
    バッグは不能化され、 もし前方を向いている乗者が前記助手席に座っていると
    決定されれば、前記助手席サイドのエアバッグは能動化
    される、方法。
  19. 【請求項１９】 前記観察されたイメージの複数の前の
    フレームを履歴データとしてストアするステップと、 一番新しい分類されたイメージを前記履歴データと比較
    するステップと、 前記履歴データに従って、前記分類されたイメージを修
    正するステップとをさらに含む、請求項１８に記載の方
    法。
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