JPH0939728A - 車内の確認及び監視システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 乗車員がエアバッグの装備位置に近すぎる乗
車員や、助手席にある後向き子供用シートにいる子供の
エアバッグの展開によるケガを防止する。 【解決手段】 この発明は、自動車等の車内にいる乗車
員たちや、後向き子供用シート110 等の対象物を、超音
波変換器131,132,133,及び処理装置101 等を備えた照射
技術や１つ更にそれ以上のパターン認識技術を使い、そ
れらから発する信号を受け、処理することで、それらを
確認し、監視するシステムである。受信された信号は、
送信された信号の反射であったり、車内の自然の信号で
あったり、対象物から自然に放射された信号かもしれな
い。確認及び監視システムによって加えられた情報は、
車の他のシステムの作用に影響を及ぼすために使用され
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車内の確認及び監
視システムに係わり、特に、乗車員がエアバッグの装備
位置に近すぎる乗車員や、助手席にある後向き子供用シ
ートにいる子供のエアバッグの展開によるケガを防止す
るのに有用な車内の確認及び監視システム関する。

【０００２】

【従来の技術】１９８４年、アメリカ通産省の全米高速
道路安全委員会が自動車の乗車員の前部衝突に対する安
全基準を定めた。この法律は、１９９２年までに全ての
乗用車を対象に「受け身の乗車員の拘束」を要求した。
さらに、最近の法律では１９９８年までにすべての乗用
車と軽トラックの運転席、そしてその他の乗車員の席に
もエアバッグを付ける事を定めている。加えて、エアバ
ッグの需要は、ヨーロッパと日本で急増し、また、２〜
３年以内にはこれらの地域で生産される自動車（３７０
０万台）と、段階的に世界中で生産される自動車（５０
００万台）にも基本的な装備としてエアバッグが備えら
れるだろう。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】飛躍的に技術は進歩
し、数千人もの人々がエアバッグにより助かっている。
一方で、本明細書の中でも引用する係属中の特許出願０
８／０４０，９７８において詳しく述べられているよう
に、様々な理由から、乗車員はエアバッグに近すぎるた
めエアバッグが展開する前に突き当たり、ひどくケガを
したり、死亡したりする。

【０００４】また、助手席にある後向き子供用シートに
いる子供は、エアバッグが膨らんだ時、深刻なケガをす
る危険性がある。これは、今や産業界の大きな関心事で
あり、アメリカ自動車産業界は後向き子供用シートがあ
る場合、どのようにエアバッグの膨らみを避けるかの解
決策を懸命に模索中である。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明は、米国で１９
９３年３月３１日に出願された「車内乗車員の位置及び
速度センサ」（米国出願番号０８／０４０７８）に開示
された発明の一つの改良に関するものであって、以下に
詳細に述べるように、乗車員室内の物体を確認する手段
を有するものであり、上記問題を解決するものである。

【０００６】この発明は、自動車、例えば乗用車やトラ
ックの車内にいる乗車員たちや、彼らの部分、そして他
の対象物を、１つ更にそれ以上のパターン認識技術や照
射技術を使い、彼らから発する信号を受け、処理するこ
とで、彼らを確認し、監視するシステムである。受信さ
れた信号は、送信された信号の反射であったり、車内の
自然の信号であったり、対象物から自然に放射された信
号かもしれない。確認及び監視システムによって加えら
れた情報は、車の他のシステムの作用に影響を及ぼすた
めに使用される。

【０００７】

【発明の作用及び効果】現在エアバッグについては、自
動車の衝突の際、後部座席の人を守れるような技術の開
発に取り組んでいる。本発明は、車内の人の有無を確認
し、人が定められた場所にいるかどうか、また、後部座
席の後向き子供用シートの有無を認知することにより、
最近のエアバッグシステムにおける指定場所以外の席に
いる乗車員と後向き子供用シートの問題を解決し、席に
人がいない場合、必要のないエアバッグの展開を避けて
いる。将来において、自動車は後部座席の人のために、
また、側面からの衝撃に備えて、８つまた更に多くのエ
アバッグを備えるだろう。必要のないエアバッグの展開
をなくすことに加えて、事故の際、すべてのエアバッグ
が開いてしまうと、これらのエアバッグの取り替えのコ
ストはとても高くなってしまう。本発明は、人のいない
席のエアバッグを膨らませない事で、このコストを最小
限にしている。席の占有体としては、人間や犬のような
生きている占有体、植物のような生物、及び箱や食料品
のバックのような無生物の物体がある。

【０００８】本発明の車内を確認したり、車の内部のも
のを監視する装置は、他の多くの問題を解決するために
必要である。例えば、車内に何があるかを確認し、監視
する本発明の車内の確認及び監視システムがあれば、下
記のようなことが可能になる。

【０００９】乗車員の大きさや位置、また事故の衝撃度
によって、エアバッグに流れるガスの量を調節出来るエ
アバッグがある。本発明の車内の確認および監視システ
ムがあれば、乗車員や後向き子供用シートの有無や位置
によって前記エアバッグへガスを供給するインフレータ
を調節できる。

【００１０】側面からの衝撃にそなえたエアバッグシス
テムは、１９９５年生産の乗用車から登場する。エアバ
ッグの展開によってケガをする危険性は、前方衝突のエ
アバッグと同じように側面衝突の際にもあるであろう。
エアバッグに向かい合っている子供の頭はその例であ
る。この発明は、これらのケガを最小限に抑えることが
できる。

【００１１】将来の自動車は、自動車の運行または位置
選定システムであるグローバルポジショニングシステム
（ＧＰＳ）と同じように標準セルラー電話を備えると考
えられ、それは１９９８年には少なくとも一つの車種に
付けられることが予定されている。事故の際に、電話が
自動的に非常事態支援用の１１０番にかかり、そして自
動車の正確な場所を知らせる事ができるようになるかも
しれない。その場合に、本発明の車内の確認及び監視シ
ステム有していると、乗車員数そして彼らの状態まで知
らせる事ができるようになり、非常事態サービスは、ど
のような装置が必要か、また何台の救急車を現場に送れ
ばいいのかわかるだろう。

【００１２】自動車娯楽システムの技術者によると、乗
車員やその他の物の数や大きさ、そして場所がわかれ
ば、自動車の音響システムはもっとよいものになるそう
である。これらの情報は、この発明の車内の確認及び監
視システムから得ることができる。

【００１３】娯楽システムと同じように、暖房・換気・
空調装置は、乗車員の数、性質そして位置がわかれば改
善される。発明の車内の確認及び監視システムは、それ
ぞれの乗車員に合った環境コントロールシステムを作る
のに使用されることができる。例えば、ある席に誰もい
なければ、このシステムを切ることができる。

【００１４】また、乗車員の以下のような特定のある部
分が関心の対象となっている。例えば、 （ａ）手や腕が閉まりかけた窓に挟まれたら、窓をとめ
るべきである。 （ｂ）肩の位置によって、シートベルトの固定位置を乗
車員の最適の位置に調節する。 （ｃ）乗車員の後頭部の位置によって、ヘッドレストの
位置を調節し、後部からの衝撃によるケガが最小限にな
るように調節する。 上記のいずれも本発明の車内の確認及び監視システムを
備えていれば解決できる。

【００１５】また、本発明の車内の確認及び監視システ
ムをエアバッグ電子センサー及び診断システムと組み合
わせると、コンピューターを共有でき、自動車メーカー
に大幅なコスト削減をもたらすことができる。同じ理由
によって、本発明の車内の確認及び監視システムが側面
衝撃のセンサーや診断システムを含む事が、論理にかな
ったものになる。本発明の車内の確認及び監視システム
がが乗車員の耳や目の正確な位置が判断出来るようにな
れば、騒音消去装置の使用によって、娯楽システムの更
なる技術進歩が見込まれ、そして運転手の目の位置によ
って、バックミラーを自動的に調節できるようになる。
他の例として、ある一定時間を超えると、運転手の行動
を監視する機能が働き、運転手が眠りそうになると警告
を発したり、車を運転する機能を失ってしまうと、車を
止めることができる。

【００１６】更に進歩した本発明の車内の確認及び監視
システムを使えば、下記に説明する通り、運転手の目の
位置を正確に判断して、フロントガラスの一部を眩しい
太陽の光や対向車のヘッドライトから守るために、暗く
なったりする。このシステムでは、エレクトロクロミッ
クガラス、液晶加工ガラス、または、他の適切な技術や
光の来る方向を検知する探知機などを使用する。太陽光
線を遮る事に加えて、サンバイザーも必要なくなる。

【００１７】本発明は、例えば先に引用した係属中の特
許出願に開示されている乗車員の位置測定システムに対
して、ファジー論理システムやニューラルネットワーク
システム、またはその他のパターン認識用コンピュータ
アルゴリズムなどの更に複雑なパターン認識能力を加
え、この技術の応用範囲を大きく広げる物である。ソナ
ーを用い、ニューラルネットワークを使用したパターン
認識システムの例は、次の２つの論文に書かれている。
ゴルマン氏とセズノスキ氏による「ソナーターゲット探
知対象を分類する層別ネットワークの中の隠された単位
の解析」（神経ネットワーク第１章７５〜８９ページ，
１９８８年）と、「パラレルネットワークを使ったソナ
ーターゲットの分類について」（音響・スピーチ及び信
号処理についての報告書，１９８８年７月）に記載れて
いる。

【００１８】ここで使用されるパターン認識というの
は、対象物がどんな分野に属しているかを定めるため、
対象物が発生する信号を処理し、対象物と相互に影響し
合うことによって修正される信号を処理するシステムを
意味する。このシステムによって、対象物がある特定の
種類のものなのか否か定められ、また、ある特定の種類
のもっと大きなグループの中に属するものと判断され
る。また、どの種類にも属さないと見なされるかもしれ
ない。処理された信号は、一般的に音波または電磁波に
敏感な変換器からくる電気的信号であり、それが電磁波
であれば可視光線であったり、赤外線や紫外線またはレ
ーダーであってもよい。

【００１９】ここで使用されている「確認する」という
のは、対象物が属している組や部類を定めることであ
る。部類とは、このシステムの主旨によると、後向き子
供用シートやすべての乗車員、後向き子供用シートに座
っていない乗車員を含んでいる。特定の人物が確認され
るという場合には、その組や部類は、たった１つの要
素、即ち、その特定の人物しか含まれていない。

【００２０】いくつかの例を述べる。受け身の赤外線シ
ステムにおいて、探知機は、その確認できる範囲内にあ
る対象物（この場合は乗車員）からの赤外線を得て、こ
の赤外線放射にもとづいて、その体温を測定する。本発
明の車内の確認及び監視システムは、後向き子供用シー
トに子供がいるかどうか、普通に座っている大人がいる
かどうかを体温によって判断し、他のシステムを制御す
る。しかし、この技術は、パターン認識システムにデー
タを入力できる体温に限定されてしまう。例えば、子供
を検知する場合、毛布をかぶっている場合などが問題に
なる。また、後方向き子供用シートか前方向き子供用シ
ートかを確認することも不可能になる。全ての場合にお
いて、この技術は、例えば暑い中、気温が体温と同じ温
度まで達してしまうと、乗車員を判断できなくなる。し
かし、車内の気温をコントロールするのに使用するため
に、例えば、個々の乗車員の体温を正確に計る受け身の
赤外線システムは有効である。

【００２１】レーザー光システムにおいて、赤外線レー
ザービームは、すでに述べられた方法によって、また上
記の係属中の特許出願の図８に述べられ、説明されてい
るように、対象物、乗車員、または子供席を一瞬にして
把握する。また、いくつかの場合には、ＣＣＤ装置（テ
レビカメラのタイプ）は、反射光を受信するのに使用さ
れる。レーザーは走査モードで使用されたり、レンズを
通して使用され、対象物の大部分をカバーする光の円錐
を創り出してもよい。それぞれの場合、指定された対象
物やその構成要素を判断し、分類し、位置を捜し当てる
ために、上記に示されたパターン認識システムを使用す
る事も可能である。このシステムは、素早い情報速度
で、対象物についてのほとんどすべての情報を提供する
ことができる。その主な欠点は、超音波や受動の赤外線
システムより更に高いコストである。将来的には、レー
ザーのコストは下がるので、このシステムの競争は激し
くなるであろう。このシステムの実施次第で、レーザー
光線が乗車員の目に入れば、乗車員の安全に関心が高ま
るかもしれない。

【００２２】レーダーシステムは、上記に示したレーザ
ーシステムと似たような特性を持つ。特定のレーダーシ
ステムの波長の長さにより、ある決まったサイズより小
さな対象物を探知するパターン認識システムの能力は限
定される。しかしながら、再び述べたい事は、レーダー
からの子供や他の乗車員の人体への影響についても関心
が集まっていることだ。それらは、アメリカ食料・薬品
機構からのレポートに示されている。

【００２３】超音波システムは、もっとも安いが、音速
に由来する遅延や、レーザーシステムよりかなり長い波
長を使うために、レーザーやレーダーシステムよりも少
ない情報しか提供できない。波長は、システムによって
見えてくるはずの詳細な部分を限定してしまう。この限
界にもかかわらず、下記に示すように、超音波は、乗車
員の位置や速度を正確に知ることができるように、タイ
ミングよく、情報を提供する。そして、適切なパターン
認識システムと共に使用された時、後向き子供用シート
の有無の判断が可能である。後向き子供用シートを確認
するために使われるパターン認識システムは、ニューラ
ルネットワークを使用し、ゴルマン氏らによる上記の引
用文献の中に述べられたものと似ている。

【００２４】焦点を当てるシステム、例えば、カメラな
どで使用されているものは、乗車員の頭の位置を定める
ために使用されるかもしれないが、反応が遅すぎる為、
衝突の時にその位置を把握できないし、また、それ自体
によって後向き子供用シートや乗車員の有無を判断でき
ない。しかし、夜間見えやすくするための赤外線照明
や、適切なパターン認識システムがＣＣＤ装置に付けら
れれば、それは可能である。

【００２５】上記の議論からも、自動車において標準的
な照射及び／または受信技術に複雑なパターン認識シス
テムを追加して用いる事によって、多数の新製品やシス
テム、または、現在は不可能なものの能力の開発が可能
になることは明らかである。

【００２６】主な目的及び利点は次の通りである。 １．自動車の特定の席における人間の有無を判断する
事、そして、車の他のシステム、例えば、エアバッグシ
ステムや暖房・空調システム、娯楽システムやその他の
操作にも、影響を与えるためにこの情報を使用する事。

【００２７】２．自動車の特定の席における人間の有無
を判断し、その位置を測定し、この情報を他の自動車シ
ステムの操作のために使用する事。

【００２８】３．自動車の特定の席における人間の有無
を判断し、車内の乗車員室に対するその相対的速度を計
り、この速度情報を他の自動車システムの操作のために
使用する事。

【００２９】４．席から離れた所にあるセンサーを使用
して、車内の席の位置を測定し、そして、その席があら
かじめ決められた位置になるように、記憶システム及び
適切なアクチュエータと連動させて、この情報を使用す
る事。

【００３０】５．自動車内の乗車員の位置、速度または
大きさを判断し、エアバッグのインフレータシステムに
よって、ガスの発生率や量をコントロールする事。

【００３１】６．乗車員がシートベルトを着用している
かを判断し、それによって、エアバッグシステムの特性
を変更する事、この判断は、モニターで監視したり、シ
ートベルトの肩の位置に設置された共振器を使用するこ
とによって行われる。

【００３２】７．後部座席の乗車員の有無とその位置を
判断し、前方からの衝撃がある際に、後部座席の安全の
ためにエアバッグを操作する事。

【００３３】８．乗車員の有無とその位置を判断し、側
面からの衝撃に備えたエアバッグを操作する事。

【００３４】９．車窓の開閉を判断し、車の他のシステ
ムを操作する事。

【００３５】１０．窓が閉まる時、人の手やその他の物
が挟まれていないかを判断し、車窓開閉システムを操作
する事。

【００３６】１１．電磁波や音波を用いた照射送受信シ
ステムを用い、車のドアがきちんと閉まっているかどう
かを遠隔測定する事。

【００３７】１２．車の乗車員の肩の位置を測定し、シ
ートベルトの固定位置をコントロールするためにその情
報を使用する事。

【００３８】１３．乗車員の後頭部の位置を判断し、ヘ
ッドレストの位置をコントロールするためにその情報を
使用する事。

【００３９】１４．車内のある特定の席に後向き子供用
シートがあるかを確認し、この情報を他の車内システ
ム、例えば、エアバッグシステムの操作に影響を与える
ために使用する事。

【００４０】１５．車内の乗車員の総数を確認し、事故
の際、その情報だけでなく、その乗車員の状態などの他
の情報も、車から離れた位置にある受信器に送信する
事。

【００４１】１６．車の乗車員室内の乗車員やその他の
対象物の大きさ、または位置の測定に基づいて、車内娯
楽システムに影響を与える事。

【００４２】１７．車の乗車員室内の乗車員やその他の
対象物の大きさ及び位置の測定に基づいて、暖房・換気
・空調システムに影響を与える事。

【００４３】１８．乗車員から発せられる赤外線によっ
て乗車員の体温を測定し、その情報を用いて、暖房・換
気・空調システムを制御する事。

【００４４】１９．車内の乗車員の位置を測定するため
の車内監視システムを提供し、エアバッグシステムをコ
ントロールするための各種電子機器を、同じシステム内
に導入する事。

【００４５】２０．運転手の目のだいたいの位置を測定
し、その情報を車のバックミラーの位置をコントロール
するために用いる事。

【００４６】２１．運転手の頭の位置を監視し、運転手
が眠っていないか、健康を害していないか、また運転能
力を失っていないかを判断し、その情報を用いて自動車
の他のシステムに影響を与える事。

【００４７】２２．車の運転手の目の位置を監視し、運
転手が眠っていないか、健康を害していないか、また運
転能力を失っていないかを判断し、その情報を用いて自
動車の他のシステムに影響を与える事。

【００４８】２３．車の乗車員の目の位置、及び対向車
のヘッドライトや太陽光線のような光源の方向を測定
し、乗車員の目に入る光の強さを減少するようにフィル
ターを起こす事。

【００４９】２４．車の乗車員の目の位置、後続車のヘ
ッドライトや太陽のような光源の方向を測定し、バック
ミラーから反射され、乗車員の目に入る光の強さを減少
するようにフィルターを起こす事。

【００５０】２５．車の乗車員の耳の位置を測定し、そ
の情報を用いて、騒音を消去する音を用いるなどの方法
によって乗車員の耳に達する音の質を改良するように娯
楽システムを制御する事。

【００５１】２６．外見やその他の性質のような因子に
よって、特定の運転手を識別し、この情報を用いて、安
全システム、席の調整、車の制限速度などを制御する
事。

【００５２】これらの、及びその他の目的や利点は、こ
の発明の車内の確認及び監視システムの好ましい実施態
様についての次の説明から、明らかになるであろう。

【００５３】

【発明の実施の形態】図１は、車の前部乗車員座席の後
向き子供用シート１１０を含む乗車員室、及び、乗車員
と後向き子供用シートの探知機の好ましい設置位置を示
す。この実施例には、３つの超音波変換器１３１、１３
２、１３３が使用されている。変換器１３２は、超音波
エネルギーを前部乗車員席に向けて送信し、この場合、
後向き子供用シート１１０によって反射され、そして反
射波を変換器１３１と１３３が受信する。変換器１３１
及び１３２が受信した信号は乗車員席を占有する物、こ
の場合は後向き子供用シート１１０の形に応じて時間と
ともに変化する。それぞれの物は、違ったパターンを有
する信号を反射するであろう。また、変換器１３１が受
信したパターンは、変換器１３３が受信したパターンと
も僅かに違っている。２つの変換器１３１及び１３３を
通してある種の立体画像が２つの変換器によって受信さ
れ、処理装置１０１によって分析のため記録される。こ
の画像は、車内に置かれたそれぞれの対象物によって異
なり、また各特定対象物や各座席の位置によっても変化
する。

【００５４】各超音波受信機から記録された“画像
“は、実際は記録された信号の振幅と時間の関係を時系
列的にデジタル化したデータである。２つの受信機があ
るので、２つの時系列データが得られ、処理装置１０１
によって処理される。違った対象物が前部乗車員席に置
いてある場合、２つの画像は異なるが、後向き子供用シ
ートのすべての画像の間には、例えばそれがどこの席に
あったとしても、どのメーカーの子供用シートであって
も、似た所がある。また、乗車員の服、歳、大きさなど
に関係なく、席に座っている人々の画像はみな似てい
る。問題は、乗車員の画像と子供用シートの画像の違い
を見分ける法則を見つけることである。多種の子供用シ
ートの画像の類似点は、時系列のある一部だけを見た人
には分からないだろう。したがって、多種多様なパター
ンで分類するためにコンピューターアルゴリズムが開発
されている。

【００５５】これらの法則を見出す事は、この発明のパ
ターン認識技術に主要なことである。一般的に、人工知
能であり、ファジー論理及び人工的ニューラルネットワ
ークという３つの方向が有用である。この発明のいくつ
かの実施例において、例えば下記に述べるような、窓を
閉める際に何か物が挟まらないかを確認する際に、訓練
を積んだ調査員が、反射された音波信号を見て、必要と
される決定事項をつくるための簡単なアルゴリズムを工
夫するという方法は、十分明らかである。後向き子供用
シート、または乗車員の有無を判断するような別の場合
には、法則を求めるのに人工的ニューラルネットワーク
が用いられている。パターン認識の法則を求めるための
ニューラルネットワークのソフトウェアの一つは、ペン
シルバニア州ピッツバーグのネウラルウェア社で手に入
れることができる。

【００５６】後向き子供用シートや乗車員の有無、及び
空席を判断するためのシステムは、人工的ニューラルネ
ットワークである。この場合、ネットワークは変換器１
３１及び１３３によって探知された２つの反射に基づい
て作動する。訓練の機会を通じて、前記３つの場合の間
の違いを識別するようにシステムを教育する。これは、
すべての可能な後向き子供用シートを、可能な限りの乗
車席に置くという多数の実験によって導かれた。同じよ
うに、効果的な多数の実験は、乗車員や箱、食料品の入
ったバックや他の対象物によっても行われた。約１００
０回もの実験が行われた。その結果、ニューラルネット
ワークが十分に訓練され、前記３つの場合の違いが区別
され、とても高い確率で正しい結果を得ることができる
ようになった。

【００５７】一度ネットワークが決められると、ネウラ
ルウェア社に供給された道具を使って、結果を調べる事
が可能である。例えば、トライアル アンド エラーの
技術によって、最終的に得られた法則を定める事が可能
である。この場合、法則をマイクロプロセッサの中にプ
ログラムすることによって、ファジー論理や他の法則に
基づく法則を得ることが出来る。また、ニューラルコン
ピューターは、直接的にそのネットワークを実施するの
に用いることができる。どちらの場合も、パターン認識
の技術の当業者によって実施することができる。もしマ
イクロプロセッサを使用すれば、受信した変換器からの
データをデジタル化するアナログデジタル変換器からの
データを保存するため記憶装置が必要となる。一方で、
もしニューラルネットワークコンピュータが使用される
ならば、アナログ信号は変換器からニューラルネットワ
ーク入力ノードへと直接供給され、中間記憶は必要なく
なる。この記憶のタイプの幾つかは、マイクロプロセッ
サのようにコンピュータープログラムを保存することが
必要となる。そして、もしニューラルネットワークコン
ピューターが複数のタスクのために使われるならば、記
憶することは、それぞれのタスクに伴う特定の価値をそ
のネットワークに保存しておくために必要になってく
る。

【００５８】別のシステムが、図２に示されてる。これ
は、この発明の車内の確認・監視システムと車内セルラ
ーコミュニケーションシステムとの接続部を示す断面図
である。この図において、前部乗車席２２０に乗車員２
１０が座っており、そして、２つの超音波変換器２３１
と２３２を使用しているのが示されている。この変換器
の一つ２３２は、この場合受信機、送信機両用として機
能しているが、一方、変換器２３１は受信機としてのみ
機能する。代わりに変換器２３１を送信機、受信機両用
とすることもでき、２つの装置の間で送信機能を変える
ことができる。また図２では、変換器２３１及び２３２
には、Ａ支柱の中に埋め込んで車に取り付けられ、同じ
ように埋め込まれた処理装置１０１と接続されている。
Ａ支柱とは、自動車の前部に最も近い屋根支柱で、屋根
を支える事に加えて、フロントガラスや前部ドアを支え
ている。

【００５９】監視システムとセルラーホンシステムとの
接続部分は、アンテナ２５０の方向に出力する箱２４０
によって図式的に示されている。変換器２３１及び２３
２はパターン認識用のハードウェア及びソフトウェアと
共に、自動車が走り出して２〜３秒以内に乗車員の有無
を把握する。前記パターン認識用のハードウェア及びソ
フトウェアは、処理装置１０１の中で実行され、印刷回
線板、又はフレキシブル回線基板上に前記変換器２３１
及び２３２共にパッケージされている。車内の他の席を
監視するために設置された同様のシステムは、他の席に
乗車員がいるかどうかを確認し、この結果は、各監視シ
ステムの処理装置１０１の一部であるコンピューターの
記憶回路に記憶される。事故のときは、セルラー電話シ
ステムと結合された電子システムが、多くの車内監視シ
ステムの記憶を問いただし、車内の乗車員数を確認す
る。更により複雑なシステム内では、乗車員がシートベ
ルトをしているかどうか、事故の後、動いているかどう
かまで確認する。そして、セルラー電話システムは、自
動的に非常事態用オペレーターに電話をし、車内モニタ
ーシステムから得た情報は転送され、その情報によって
出動する救急車の数や事故現場へ送る道具などを決める
ことができる。このような設備を持つ自動車はまだ実用
化されていないが、１９９０年代後半の実用化にむけて
計画が進められている。このような自動車は、その正確
な位置を確認し、非常事態用オペレーターへ情報を転送
できる包括的位置確認システムなどを備えるようになる
だろう。

【００６０】現在使用されている暖房・換気・空調シス
テム（ＨＶＡＣ）の制御は、本発明の車内監視システム
の実施の可能性を裏付けるものではない。それは、少な
くとも、電子式冷暖房システムが、現在使用されている
従来のシステムと交換されるまでは、多分ありえないだ
ろう。しかし、もし監視システムがあれば、コストをあ
まり上げずにＨＶＡＣを制御するのに使用できる。この
システムの利点は、多くの自動車が運転手しか乗ってい
ないため、空席には直に暖房やエアコンの風を送る必要
が無くなる事である。これにより、自動車が運転手１人
で走り始めた時、暖房やエアコンの風を送る必要が無く
なり、運転席のみ暖房やクーラーを効かせることがで
き、エネルギーの節約になる。

【００６１】図３は、車内の乗車員室の断面図で、本発
明の車内の確認及び監視システムと車内暖房・空調シス
テムとの接続部２６０を示す図である。図３とその他の
図において、同じ数字は同じものを示している。音波の
変換器２３１と２３２に加えて、乗車員の体温を計れる
赤外線センサー２３４も示されている。各変換器からの
出力は、処理装置１０１に入力され、接続部２６０にか
わるがわる接続される。この方法において、ＨＶＡＣは
車内の温度よりもむしろ乗車員の体温に基づいて制御さ
れる。この本発明は、個々の乗車員がそれぞれに監視さ
れること、そして、ＨＶＡＣシステムが、全ての乗車員
に対して設定された温度に基づいて若しくは間欠的に各
々の乗員のために調整される。そして、各乗車員は、図
３の２５０に図示される調節用ノブを調節することによ
って自分自身の好みの温度を設定することができる。車
内にはそれ自身が備えている処理装置１０１を含む電子
機器と共に監視システムが既に設置されているので、赤
外線センサーは僅かな追加費用で取り付けることがで
き、処理装置も共有できる。

【００６２】エアバッグの膨張を制御するために本発明
の車内の確認及び監視システムを使用する例は、先に引
用した係属中の特許出願において詳しく述べられてい
る。この場合、エアバッグに対応する乗車員の位置を正
確に把握するため、乗車員やその手足の間の違いを見分
ける簡単なパターン認識システムを使う事が基本にな
る。事故が起きたとき、乗車員は事故そのものからくる
ケガでなく、エアバッグモジュールの膨張によるケガを
するほどエアバッグモジュールに近い位置にいた場合、
エアバッグの膨張は抑えられる。本発明の車内監視シス
テムは、席にいる人の性質を判断し、エアバッグをどの
ように膨張させるかを決定するものである。図４は、車
内の確認及び監視システムとエアバッグシステム２７０
との接続部を図示する断面図である。

【００６３】この場合、超音波変換器２３２は、乗車員
に向かって多くの超音波を送信し、その超音波は乗車員
に当たって反射され、受信機２３１と２３２によって受
信される。超音波が送信機から出て、受信機に返るため
に必要な時間は、乗車員とエアバッグの距離によって決
まる。これらは、前記係属中の出願に詳しく述べられて
いる。しかし、この発明の場合、乗車員の顔や胸を示す
反射信号の一部は、ニューラルネットワークのようなパ
ターン認識技術によって決定される。エアバッグに対す
る乗車員の相対的速度は、乗車員がエアバッグに付いて
いる時、時間を十分正確に予測ができるよう、連続した
位置測定により決定される。乗車員の相対的速度と衝突
による減速パルスの積分とを較べて見ると、乗車員のシ
ートベルトの着用の有無は、どのようにエアバッグ膨張
を開始するかを決定する要素になると言える。乗車員が
シートベルトをしている可能性がないほど移動した場合
のみ、乗車員がシートベルトを着用していないという情
報を与える。

【００６４】この過程と音波や電磁気などの様々な技術
の利点についてのより詳しい論議は、ＳＡＥ論文940527
の中にあるブリード氏らによる「乗車員の位置検知」の
中に詳しく述べられている。この論文の中に述べられて
いるのは、音波が乗車員に到達し、返ってくるために必
要とされる時間は、衝突事故の時、乗車員の位置測定に
音波を用いる妨げにはならない程の時間であるというこ
とである。位置測定や多くのパターン認識応用のために
は、超音波は健康に害がなく、レーザーやレーダーより
も安い事から、より望ましい技術である。超音波の限界
として主にあげられる特性は、その波長には認識できる
対象物の大きさに限界があることである。例えば、個人
の特定を必要とする場合には、光学的システムが必要で
ある。

【００６５】音響エンジニアたちにはよく知られている
ことだが、娯楽設備の音質は、その性質やそれが作動す
る空間の内在物やその空間を取り囲む表面などによって
左右される。音響エンジニアが自動車システムをデザイ
ンする時、空間やその空間を取り囲む自動車の表面につ
いての知識を持ち合わせている。しかし、ある特定の日
に何人の人が車に乗るかは知ることはできないので、こ
のシステムには、妥協が必要となる。もし、乗車員数と
その位置、そして個々の大きさまできちんとわかってい
れば、音質を向上させるために調節する事は可能であ
る。したがって、図５は車内の確認及び監視システムと
娯楽システムとの接続部２８０を図示したものである。
この監視システムが提供する情報を使った特別娯楽シス
テムのデザインは、当業者によって適宜になし得ること
である。

【００６６】このシステムにおいて音波検知像を得るた
めに実用的な音波最大周波数は、約４０〜６０キロヘル
ツである。５０キロヘルツの音波の波長は、約０．６ｃ
ｍで、例えば人間の顔面の特徴を見極めるには、きめが
荒すぎる。当業者にはよく知られていることだが、照射
光の波長よりも小さいものは見分けることができない。
通常のレーダーシステムの波長は、０．９ｃｍ（33,000
MHz K バンドに対して) から１３３ｃｍ(225MHz P バン
ド) ととても幅があるが、人物確認システムにはきめが
荒すぎる。図６では、前述のデザインの超音波変換器の
代わりに、レーザー変換器２３１及び２３２が用いら
れ、マイクロプロセッサ１０１に接続されている。他の
全ての方法においても、このシステムは同じように作動
する。このレーザーシステムのための電子回路の設計
は、先に引用した係属中の特許出願、特にその図８とそ
れに対応する説明において、詳しく述べられている。こ
の場合、ニューラルネットワークのようなパターン認識
システムが用いられ、それは受信機２３１と２３２から
の復調信号を用いるものである。

【００６７】この監視システムの処理装置１０１の出力
は、自動車発車システム、娯楽システム、席、鏡、台車
ばね装置（サスペンション）、その他の調節装置、また
は他の何らかの自動車に適用されうる装置であるところ
の一般的な接続部２９０に接続されて示されている。

【００６８】この発明の車内の確認及び監視システムを
実施するために好ましい２つの方法に、マイクロプロセ
ッサーシステムと特定用途の集積回路システム（ＡＳＩ
Ｃ）がある。２つのシステムはともに１０１か６０１
(図17参照) として図示されている。マイクロプロセッ
サーシステムを説明するブロック図は、図１のシステム
の実施方法を示した図７に示されている。ＡＳＩＣを使
った図１のシステムの別の実施方法が、図８に示されて
いる。どちらの場合も、１１０が後向き子供用シートの
ような対象物として、１３１、１３２、１３３が３つの
変換器として図示されている。

【００６９】図９には、図１における後向き子供用シー
トの代わりに、前部乗車員席に箱２９５がのっている本
システムの図が示されている。この発明の車内の確認及
び監視システムは、箱２９５が後向き子供用シートで
も、乗車員でもないと判断できるように訓練されてお
り、したがって、それは空席として扱われ、エアバッグ
の膨張は抑制される。この訓練は、先に述べたように、
ピッツバーグのネウラルウェア社によって提供されてお
り、このソフトウェアを使ったニューラルネットワーク
を使って行われる。このシステムは箱が人間である可能
性を判定するが、もしそれが人間であると微かな可能性
でもあれば、エアバッグ膨張は抑制されない。したがっ
て、このシステムは普通、エアバッグ装置が展開する方
向にバイアスを与えている。

【００７０】側面からの衝撃に備えたエアバッグは、い
くつかの車種ですでに使用されている。これらの最初の
エアバッグは、前方衝突から身を守るための運転席と助
手席用エアバッグに比べると、とても小さいものであ
る。しかし、小さな子供が頭をエアバッグに向けて眠っ
ているかもしれないので、車内の確認及び監視システム
は、その膨張を避ける必要がある。図１０は、超音波変
換器３３０が、エアバッグシステム付近のドアに設置さ
れていることを示している。この装置は、エアバッグ付
近の物を確認するのには使用されず、単に対象物の位置
を確認するのに使用されている。

【００７１】後頭部探知機３３４もまた、図１０に示さ
れている。この探知機がヘッドレストと乗車員の頭との
距離を把握し、ヘッドレストの位置を調節し、後方から
の衝撃があった時、きちんと頭を支えられるように、乗
車員の頭の位置にヘッドレストを設置する。殆どの自動
車のヘッドレストは、調節可能であるが、それを適切な
位置に設定している事はまれである。毎年、後方からの
衝撃によって約９０，０００件の事故で４００，０００
人以上ものむち打ち症が起こっている（全米高速道路安
全機構より）。適切な位置にヘッドレストがあれば、こ
のような事故を減少させることは可能である。後頭部探
知機３３４とヘッドレスト制御機構の回路３４０とを接
続していることが図示され、この制御機構はヘッドレス
トを上下させたり、前後させたりする事ができる。

【００７２】運転手がセルラーホンを使用している時、
車内の騒音を拾い上げ、何を言われるのか聞き取るのに
困難な事がある。指向性マイクロフォンを使用し、それ
が運転手の口の方に向けられれば、騒音を減らす事がで
きる。これは、運転手の口の位置が、体の大きさや座っ
ている位置によって変化するため、実行するのは大変難
しい。この発明の車内の確認及び監視装置を使用し、適
切なパターン認識技術を用いれば、運転手の頭の位置
は、超音波でも十分正確に測定することができ、１５°
の円錐角を有する指向性マイクロフォンを運転手の口の
方に向けられれば、彼の声を明確に受信することができ
る。また、このようなシスシムを用いれば、前後の席の
間で簡単に会話をする事もできる。このようなシステム
は、図１１に示されており、３つの超音波変換器２３
１、２３２、２３３の使用を示している点でのみ、図２
に似ているが、これは運転手の頭の位置確認やマイクロ
フォン３５５の指向方向をコントロールするためのもの
である。スピーカー３５７は、このシステムを完全なも
のにするため、電話システム３５９と接続された状態を
図示されている。

【００７３】変換器２３１と２３２はＡ支柱の中の高い
位置に置かれ、３番目の変換器２３３はヘッドライナー
に取り付けられ、変換器２３１と２３２を水平移動した
位置にある。２つの変換器２３１と２３２は頭の垂直方
向の位置を定める情報を提供し、２３１の一部と２３３
と２３２は共同で、頭の水平位置を把握する情報を提供
する。この３つの変換器は、車内の高い場所に位置して
いるため、最初に返ってくる信号は頭からのものであ
る。頭部を越えた所から反射してくる信号を消すため
に、一時的なフィルターが使用される。そして、頭部の
中心位置を把握することは、頭部から反射されてきた信
号の図心によって見いだされる。変換器２３１、２３
２、２３３から受信された３つのシグナルによって、一
旦、反射信号の図心の位置が確認されれば、その位置ま
での距離は、信号が頭からそれぞれの変換器までにかか
った時間によって計算する事ができる。３つの変換器と
頭の中心を見つけるためのアルゴリズムを使い、また口
と頭部中心とのすでに知られている関係についての情報
を通じて、口の位置は、直径約５インチ（１３ｃｍ）の
円の範囲内にあると容易に推定できる。これは、指向性
マイクロフォンが、口を覆い、必要のない騒音の大部分
を取り除くのに十分な精度である。

【００７４】対向車のヘッドライトは、運転手が道路を
見たり、安全に運転する時、大きな妨げになる。これ
は、事故の大きな原因になり、不快なものである。この
問題は、特に雨が多方面の反射を起こす悪天候の時に、
顕著である。日よけ板によっていくらかこの問題は解決
できるが、しかし、日よけ板は窓の大部分の視界を完全
に遮ってしまうため、窓全体を覆うためには使用できな
い。同じような問題が、太陽が上りその方向へ車を走ら
せる時に起こる。車内監視システムは、運転手の目の位
置を測定することによって、この問題の解決に寄与でき
る。もし、いくつかのセンサーが、対向車のヘッドライ
トや太陽光線の方向をキャッチすれば、エレクトロクロ
ミックグラスや液晶膜を通して、運転手の目と光の出所
との間にフィルターを起こし、フロントガラスのある一
部分を暗くすることができる。エレクトロクロミックガ
ラスは、電流を応用する事でガラスの色を変化させるこ
とができる素材である。制御された格子またはマトリッ
クスにフロントガラスを分け、正しい方向からフロント
ガラスに電流を流す事で、フロントガラスのある一部を
暗くする。

【００７５】図１２は、このシステムがどのように作動
するかを示している。自動車４０２にあるセンサー４１
０は、対向車４０４のヘッドライトの方向を測定する。
センサー４１０は、レンズと、電荷結合素子（ＣＣＤ）
及びＣＣＤの最も明るく照らしだされる部分を測定でき
る適切な電子回路とから成るものである。処理装置１０
１の中に記憶されているアルゴリズムは、ＣＣＤからの
情報に基づいて、対向車のヘッドライトの方向を計算す
る。図１０についての説明において、運転手の口の位置
の測定に関連して述べたような方法で、変換器２３１、
２３２、２３３も、自動車４０２の運転手２１０の目の
位置を測定する。しかし、この場合には、運転手の目の
位置のある可能性のある範囲は、直径約３インチ（７．
５ｃｍ）の精度で測定されている。この計算には、誤差
があるかもしれないが、下記の方法によって、運転手が
自分でこの誤差を補正する設備が備えられている。

【００７６】自動車４０２のフロントガラス４１６は、
エレクトロクロミックガラスと液晶膜から成り、フロン
トガラス４１６において互いに直交する方向４２２と４
２４に電流を流すことによって、部分４１８を選択し
て、暗くする事ができる。暗くなる特定の一部のフロン
トガラスは、処理装置１０１によって決められる。対向
車からのヘッドライトの方向と運転手の目の位置がわか
ると、運転手の目とヘッドライトの間にフィルターを設
けるべく、フロントガラスのどの部分を暗くするかを決
めるために簡単な三角法を利用する。これは、処理装置
１０１によってなされる。ここには示されていないが、
パネルや他の便利な場所にあるその他のコントロールシ
ステムによって、運転手が暗くなる分量を選択する事が
できる。この方法により、運転手の個々の好みに合わせ
て光の分量を調節する事ができる。センサー４１０は、
一定方向からの光にも、多方向からの光にも対応できる
ように設計されているため、フロントガラスの幾つもの
部分を暗くする事ができる。

【００７７】上記で述べたように、音波システムを使っ
た運転手の目の位置の計算には、誤差があるかもしれな
いので、この誤差を正すための設備が必要となる。この
システムでは、パネルやハンドル、また他の便利な場所
についているつまみでこの誤差を修正するため、運転手
がフロントガラスの暗い部分の中心を調節することがで
きる。その他の解決策としては、運転手が少し頭を動か
す事が考えられる。運転手の目の位置を一度測定してし
まうと、運転手が頭を動かさない限り、この測定値を変
えられないからである。対向車からの光を視野から追い
出すために、フロントガラスの暗い部分を中央に設定す
るには、運転手は頭を少し動かすだけでよい。監視シス
テムは、その最初の頭の移動を察知し、自動的に計算
し、正しい位置に設定する。

【００７８】現在、エレクトロクロミックガラスは、セ
ンサに対して照射される光の量に反応して、バックミラ
ーの全体を暗くするために使用される。これは、バック
ミラーの全体を暗くするために、運転手が後ろからくる
物を見る能力を著しく低下させる。もし、後続車がその
光を薄暗くしたら、運転手が他の後続車を見るには、鏡
は暗すぎる。もし、バックミラーが、不快を与える他の
車からの光を覆う位置にのみ、暗くなる部分を設定でき
るならば、運転手は、光の眩しさ、薄暗さを気にせず
に、後続車の光をきちんと見ることができる。これによ
って、眩しい光を放つ後続車のみでなく、すべての後続
車を見ることが可能になる。

【００７９】エレクトロクロミックガラスを備え、暗く
なる部分を選択できる液晶フィルムからなるバックミラ
ー４６０が、図１３に示されている。バックミラー４６
０は、後続車４０５のヘッドライトからの光４１２の方
向を測定する光センサー４６２と接続されている。上記
と同じ方法で、変換器２３１、２３２、２３３は運転手
２１０の目の位置を測定する。双方のセンサーシステム
からの信号、２３１、２３２、２３３、及び４６２は、
鏡のどこを暗くするべきかを測定する処理装置１０１と
組合わされる。そして、上記に述べたフロントガラスシ
ステムと同じ方法で、鏡に適当な電流が送られる。

【００８０】シートベルトは、車の上部固定位置がそれ
を装着している乗車員の肩に垂直に近いほど、効果的で
ある。もし固定位置が低すぎると、肩に加わるベルトと
の摩擦が乗車員に不快感を与えるし、もし固定位置が高
すぎると、首の上に加わるベルトとの摩擦が乗車員に不
快感を与え、事故の際には、前方にかなり移動して、頭
をハンドルにぶつけてしまう。特に女性は、シートベル
トの固定位置の調節が不適切であると不快を感じる。こ
れらの理由から、乗車員の肩よりも若干高い位置にシー
トベルト固定位置を定めることが望ましい。様々の大き
さの乗車員ごとにこの事を実現するため、乗車員の肩の
位置を、ここで述べた車内の確認及び監視システムによ
って測定しなければならない。そのためのシステムであ
るシートベルト固定位置調節システムの断面図が、図１
４に示されている。このシステムにおいて、発信機兼受
信機５２０は、乗車員の肩の上方、外側にあるヘッドラ
イナーのような便利な場所に設けられている。この図に
は、乗車員の肩とヘッドレストと共に、狭い楕円形のビ
ーム５２１が、変換器５２０から放射されている状況が
示されている。そして、肩の位置を測定するため、先に
述べた適当なパターン認識システムが用いられている。
また、図示されているシートベルトの固定高さ調節シス
テム５２８は、この情報をもとに、固定位置５２９を適
切な位置に垂直移動する。

【００８１】音波共振器は、あらかじめ設定された周波
数で励磁されたときに共振する装置である。もし、４０
キロヘルツに設定された装置が４０キロヘルツの超音波
の放射を受けたとすると、反射波より強い信号にして反
射するであろう。この音波共振器を車内の乗車員室の特
定の席に置けば、反射信号は、共振器から受信機までの
距離に比例した時間内に、特定位置において振幅が大き
く波長の狭い信号として容易に確認される。この音波共
振器によって簡単に反射信号を確認できるので、車内の
乗車員室のある特定の位置までの正確な距離を測定する
時に、効果的な方法を提供する。もし、この様な共振器
がいくつか使用されるなら、それぞれに少しずつ違った
周波数が用いられ、回路によって分別され、確認され
る。このような共振器を使えば、車内の様々な物を確認
できる。例えば図１５に示されるように、３つの共振器
が座席に置かれ、席の前後と背もたれの上位置を確認す
るのに用いられる。この場合、Ａ支柱の中に設けられた
変換器２３１と２３２は、席の位置測定のため変換器６
４１、６４２、６４３とともに使用される。そして、こ
の情報が図示されない座席の記憶及び調節システムのた
めに使われ、一般的に座席調節モーターに近い席の下に
設けられている現用のセンサーが省略できるようにな
る。従来のシステムでは、前記座席センサーを座席位置
調節システムに電線で接続しなければならず、そのため
故障しがちになる。車内の確認及び監視システムを安価
な共振器とともに使用するだけで、従来用いていた座席
センサーを省略することができ、自動車メーカーにコス
トの低減をもたらすことになる。

【００８２】上記に述べた共振器は、自動車のあらゆる
物の位置を測定するために使用される。これらの共振器
は、ある特定の周波数に共振するように製造される。も
し、共振器の数が想像を超えて増加すれば、２周波共振
器を使うことができる。その場合、一対の周波数がある
特定の位置を確認するために使用される。その代わり
に、特定の周波数で共振する共振器を、ある特定共振器
または特定の共振器群と共に作動するように設計され
た、共振周波数を送信する特別の送信機と合わせて使う
こともできる。変換器のコストは、特別な目的のために
特別な変換器を使用できるようにするため、十分に安く
なっている。

【００８３】すでに述べた種類の共振器のその他の応用
方法として、シートベルトの位置確認やそれをどのよう
に使用するかを決めることが挙げられる。もし、乗車員
がシートベルトをしている事が分かっているなら、エア
バッグの膨張を開始すべき速度のしきい値は増加され
る。乗車員がシートベルトによって拘束されているなら
ば、低速における事故には、エアバッグは必要ないから
である。これによって、シートベルトによる安全の効果
以上に、エアバッグの効果がほとんど、または全くない
場合には、エアバッグが作動する回数は減少する。例え
ば、図１６では、変換器２３１と２３２によって感知さ
れるシートベルトの前面に共振器６０２が取り付けられ
ている状態が示されている。このシステムは、車内の後
向き子供用シートの有無を確認するためにも使用でき
る。この場合、共振器６０３は、図１に示されている後
向き子供用シートの前方または、図１に示されているよ
うに他の便利な場所に置かれている。

【００８４】このような共振器のその他の使い方とし
て、ドアや窓の上に設置し、それぞれや窓の開閉を確認
する事がある。例えば、図１７では、共振器６０４は窓
の上に置かれ、変換器６１１と６１２によって感知され
る。この場合、変換器６１１と６１２は共に窓ガラスの
端と窓枠との間の空間をも監視している。多くの自動車
は、現在、ボタンを一時押すだけの“エクスプレス・オ
ープン“と呼ばれる窓の快速開システムを備えている。
例えば、料金所で運転手が窓コントロールボタンを押す
だけで、窓が素早く開く。自動車メーカーの中には、
“エクスプレス・クローズ“と呼ばれるように、窓を閉
めるためにこのシステムを利用する事に反対の者もい
る。なぜならば、運転手や後ろの席から身を乗り出す子
供の手、その他の物が窓と窓枠に挟まってしまう危険性
があるからである。もし、窓の端と窓枠の間の空間が車
内監視システムによって監視されていれば、この問題は
解決される。窓ガラスの上にある共振器６０４も、上面
の位置を示し、その位置より下からの反射は無視され
る。

【００８５】窓監視システムには様々なデザインが可能
であり、特定の選択は自動車メーカーが何を必要として
いるか、また、どのような性能を必要としているかによ
る。ここでは、２つのシステムについて述べる。

【００８６】最初の例は、図１７に示されているよう
に、変換器６１１と６１２の間に位置している１つの送
信／受信器６１３を使用する。変換器６１１からの出力
は、窓の先端と窓枠の間の空間に何もない開かれた窓の
状態を記録する。動作状態において、変換器６１３が、
空間から反射してきた信号を受信すると、上記記憶され
た基準信号と反射してきた信号を、監視ししつつ比較す
る。これは処理装置６０１によってなされる。もし、前
記空間から反射してきた信号と記憶された信号との間に
違いがあって、監視空間に何か反射する物がある事を示
唆しているならば、窓は快速開閉モードでは閉まらな
い。もし、窓が半分閉まっているならば、反射波は殆ど
の場合、例えば手等の反射波と区別容易な窓ガラスの先
端から受けるであろう。窓の端ではなく、物体が監視空
間にあるという事を効果的に確認するには、ほとんどの
場合、反射波の強さを基礎とする簡単なアルゴリズムが
あれば十分である。通常、アルゴリズムは、窓ガラスの
先端を確認し、その窓ガラスの先端の反射波や窓ガラス
の先端よりも低い（時間的には遅い）その他の反射波を
無視する。全ての場合において、何か疑問があれば、窓
は快速開閉モードでは閉まらない。しかし、乗車員は、
スイッチの閉位置を維持することで、依然、窓を閉める
ことができ、窓は、快速閉モードの装備の無い車両がな
すようにゆっくり閉まる。

【００８７】２つ目のシステムでは、図１７に示されて
いるように、２つの変換器６１１と６１２が用いられて
おり、処理装置６０１がニューラルネットワークから成
るものである。この例においては、システムは全ての窓
の開閉状態に照準を当てている。操作時には、変換器が
窓の空間を監視し、受信された信号を処理装置６０１に
送り込む。受信された信号が、ネットワークの保存して
いる信号と似ている限り、窓の快速開閉モードは働かな
い。前記の場合と同様、この動作不履行は窓が急に閉ま
らないようにするためである。

【００８８】自動車のドアが正しく閉められているかど
うかを確認する共振器の使用は、図１８に示されてい
る。この場合、共振器７０２は、Ｂ支柱の中で使用され
ている。この方法では、共振器７０２は、ドアやカバ
ー、ドアに付いているその他の機械によって保護され、
ドアが閉まる時の共鳴音を避けている。図２と図３のよ
うに変換器２３１と２３２がこのシステムに利用されれ
ば、閉まっているドアの状態も、Ｂ支柱７０２共振器か
らの反射波が無いことから確認される。このシステムに
よって、もっと高価で信頼性の低い電気スイッチに代わ
って、安い共振器を使う事が可能になる。

【００８９】以上、音波共振器について述べたが、赤外
線システムを使用する場合には、音響システムと共に使
用された機械共振器の代わりに、オプティカルミラーが
用いられる。音響システムでは、共振器は音響キャビテ
ィや機械的振動素子を含む、様々な同調共鳴システムの
何れかでよい。

【００９０】ニューラルネットワーク、または他のパタ
ーン認識システムは、自動車の認可された運転手とし
て、人々を認識できるよう訓練される。認められていな
い人が自動車を運転しようとした場合、このシステムが
働き、車を動かす事ができず、及び／または、図１９に
示されているように警笛を鳴らす。この図では、探知用
変換器２３１、２３２、及び２３３として示され、また
警報システムが７０８、警報７０５として図示されてい
る。認可されていない運転手が認可されている運転手と
似ているという事は稀であるから、ニューラルネットワ
ークシステムは運転手の外見の違いを判断する事が出来
る。運転手や保有者が他の人に運転を任せたいという場
合以外には、このシステムを作動しないように鍵が必要
になる。変換器２３１、２３２及び２３３は赤外線に敏
感に反応し、運転手は変換器２３１からの赤外線によっ
て照らしだされる。これは、小さな物でも正確に確認す
るためには必要になる。別のシステムでは、運転手やＣ
ＣＤ装置を照らし出すために、図１９の２３１の様な赤
外線レーザーを使い、また反射された画像を受信するた
めに、図１９の２３２の様な赤外線レーザーを使う。こ
の場合、運転手の確認は、ポぺスコ氏とビンセント氏に
よる論文と、リスボア氏とテイラー氏の共著“ニューラ
ルネットワークの技術と応用“（エリスホルウッド出版
社，ニューヨーク，１９９３年）の１４章に述べられて
いる。１０００以上の要素を含む大ＣＣＤは多くの場
合、ポペスコ氏やビンセント氏に使用されたＣＣＤ要素
１６と２５６が、１６の代わりに使用される。

【００９１】ニューラルネットワークやファジー論理シ
ステムのような、複雑なパターン認識システムを持つ車
内の確認及び監視システムが備わっていれば、運転手の
行動を監視したり、眠っていないか、または運転出来な
い状態になっていないかを判断することが可能になる。
この様な場合、自動車は幾つかの方法を取ることが出来
る。そのうちの１つが、図２０に示されている。これ
は、図７に示されている様な変換器２３１、２３２及び
２３３と処理装置１０１とから成り、一定時間を超えて
運転し続ける運転手の動きと運転出来なくなった時の行
動を比べて、その違いを判断する。例えば、運転手がは
っきりと眠っている事が確認されれば、８０５のような
警報ランプが灯り、警笛を鳴らす。もし、運転手がボタ
ン８０６を押して反応を示さなければ、警笛やランプに
よって、他車に危険を知らせながら車を止める。自動的
に他の装置も作動するようにプログラムすることもでき
る。

【００９２】更に複雑な運転手の行動監視システムは、
運転手の目の動きを追跡する事ができる。その際に、フ
レイッドマン氏らによる「目の動き追跡コミュニケーシ
ョンシステム」（アメリカ特許番号4,648,052)、ヘイナ
ー氏らによる「目の位置センサー」（アメリカ特許番号
4,720,189)、ヒッチソン氏による「目の動き検知器」
（アメリカ特許番号4,836,670)と「改良された調節装置
と速度を備えた目の動き検知器」（アメリカ特許番号4,
950,069)に詳しく述べられた技術を用いるものであり、
これらは、すべて引用によって本発明に含まれる物であ
る。特に健康を害した運転手を、これらの技術によって
詳しく測定できる。また、これらの特許に似た方法によ
って、運転手の目の動きを、車内の娯楽システム、暖房
及び空調システム、又は、上記に述べたその他のシステ
ム全てにも利用する事ができる。

【００９３】上記に述べた応用方法の殆どでは、車内の
様々な対象物を照射するために、１つの周波数を使用し
ているが、これは１つの例であって、この発明は１つの
周波数に限っているわけではない。多方面に応用するこ
とで幾つもの異なる周波数を使用する事ができる。この
方法によって、様々な対象物からの反射波から、さらに
多くの情報を得る事ができる。一般的にそれぞれの対象
物は、それぞれの周波数において、異なる反射波を生ず
る。また、乗車員室の違った場所に置かれた別々の共振
器は、それぞれ独立し、違った周波数に共振し、各共振
器を互いに区別し易いようにしている。

【００９４】望ましい実施様態が幾つか上記に示され、
述べられているが、同じ機能を果たす構成要素として、
他の構造、センサー、材料、及び異なる大きさのものを
組み合わせて使用することも可能である。この発明は、
上記の実施様態に限定されるものではなく、特許請求の
範囲によって、限定されるべき物である。

【図面の簡単な説明】

【図１】助手席の後向き子供用シート、及び乗車員と後
向き子供用シートの探知機の好ましい設置位置を含む車
内の乗車員室を示す断面図である。

【図２】この発明の車内監視システムと自動車セルラー
通信システムとの接続部を示す断面図である。

【図３】この発明の車内監視システムと暖房・空調シス
テムとの接続部を示す断面図である。

【図４】この発明の車内監視システムとエアバッグシス
テムとの接続部を示す断面図である。

【図５】この発明の車内監視システムと車内の娯楽シス
テムとの接続部を示す断面図である。

【図６】車内の運転手と乗車員確認システムの好ましい
取り付け位置を含む車内の乗車員室を示す断面図であ
る。

【図７】マイクロプロセッサーを使った図１に示されて
いる超音波画像システムの機能ブロック図である。

【図８】図１における用途特定集積回路（ＡＳＩＣ）を
使用した超音波画像システムの機能ブロック図である。

【図９】助手席に置かれた箱と、乗車員及び後向き子供
用シートの探知器の好ましい取り付け位置とを含む乗車
員室を示す断面図である。

【図１０】車内の運転手と側面衝撃のための乗車員位置
センサ、及び、後方からの衝撃によるケガを減らすため
にヘッドレストの位置調節システムとともに用いる運転
手後頭部の位置確認装置を含む乗車員室を示す断面図で
ある。

【図１１】助手席と、頭部の位置検知器、及び調節可能
なマイクロフォン及びスピーカーの好ましい取り付け位
置を含む乗車員室を示す断面図である。

【図１２】ヘッドライトを点けた対向車と、対象車の運
転手の目の検知器と対向車のヘッドライトの検知器、及
び、フロントガラスにエレクトロクロミックガラスを用
いて、対向車の光源の方向を選択的に遮るフィルターを
含む乗車員室とを示す対象車と対向車の断面図である。

【図１３】運転手の目の位置と後続車のヘッドライト位
置検知器の好ましい取り付け位置及び、バックミラーに
エレクトロクロミックガラスを用いた、後続車のヘッド
ライトを選択的に遮るフィルターを含む乗車員室を示す
対象車と後続車の断面図である。

【図１４】運転手と肩の位置確認センサーとシートベル
ト位置調節システムとを含む乗車員室を示す断面図であ
る。

【図１５】座席の位置確認のための超音波共振器の使用
を示す車内の乗車員室の座席の断面図である。

【図１６】運転手のシートベルトの位置確認のための超
音波共振器の使用を示す乗車員室の断面図である。

【図１７】運転席横の窓が開いているかどうか確認する
ための、また、窓が開いている時、その中に物や手があ
るかどうかを確認するための超音波共振器の使用を示し
た車内の乗車員室の断面図である。

【図１８】運転手横のドアが開いているかどうかを確認
するための超音波共振器の使用を示す車内の乗車員室の
断面図である。

【図１９】この発明の車内監視システムと車の安全シス
テムの接続部を示す断面図である。

【図２０】この発明の車内監視システムと不注意に対す
る警報ライトまたはブザー、及び、リセットボタンを取
り付けた計器パネルとの接続部を示す断面図である。

【符号の説明】

１０１ 処理装置 １１０ 子供用シート １３１ 変換器 １３２ 変換器 １３３ 変換器 ６０３ 共振器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ウエンデル・シィー・ジョンソン アメリカ合衆国カリフォルニア州90290 トパンガ、ロビンソン・アールディ・860

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】表面を有する少なくとも一つの占有体を内
   在する乗車員室を有する自動車において、以下の手段を
   備えた車内監視システム： ａ）前記車内の乗車員室の一部を照射する手段； ｂ）前記車内の乗車員室内の前記面から反射してきた照
   射波を受信する手段； ｃ）前記乗車員室内に内在するものについての電子信号
   を創出するため、前記受信された反射波を処理する手
   段； ｄ）電子信号を分類する手段；及び ｅ）前記分類に対応して、前記車内の他のシステムに影
   響を与えるための出力手段。
2. 【請求項２】表面を有する一つの占有体を内在する乗車
   員室を有する自動車において、以下の手段を備えた車内
   監視システム： ａ）前記乗車員室の内の部分であって、前記占有体を内
   在する部分を照射する手段； ｂ）前記占有体の前記表面から反射してきた照射波を受
   信する手段； ｃ）前記占有体についての電子信号を創出するため、前
   記受信された反射波を処理する手段； ｄ）前記電子信号から、前記乗車員室内の前記占有体を
   確認するためのコンピュータ手段；及び ｅ）前記確認信号に応答して、前記車内の他のシステム
   に影響を与えるための出力手段。
3. 【請求項３】前方座席を有する乗車員室を有し、前記乗
   車員室が物体及び少なくとも一人の乗車員から成る内在
   体を有する自動車において、以下の手段を備えた車内監
   視システム： ａ）前記内在体の少なくとも一つを確認する手段； ｂ）前記乗車員室内の前記確認された内在体の位置を測
   定する手段；及び ｃ）前記位置の測定に応答して、前記車内の他のシステ
   ムに影響を与えるための出力手段。
4. 【請求項４】車内に、物体及び少なくとも１人の乗車員
   から成る内在体を有する乗車員室を備えた自動車におい
   て、以下の手段を備えた車内監視システム： ａ）前記乗車員の一人の少なくとも一つの部分を確認す
   る手段； ｂ）前記乗車員室内の前記確認された部分の位置を測定
   する手段；及び ｃ）前記位置の測定に応答して、車内の他のシステムに
   影響を与えるための出力手段。
5. 【請求項５】１）目を持つ少なくとも１人の乗車員と、
   ２）フロントガラスと、３）バックミラーを有する自動
   車において、以下の手段を備えた監視システム： ａ）外部の光源の方向を測定する手段； ｂ）前記乗車員の目の位置を測定する手段； ｃ）前記外部光線の方向と前記目の前記位置に応じて、
   前記外部光線と前記乗車員の目との間に自動的に光のフ
   ィルターを作り出す手段。
6. 【請求項６】耳を持つ少なくとも１人の占有者がいる乗
   車員室を有する自動車において、以下の手段を備えたシ
   ステム： ａ）雑音源の有無とその方向を測定する手段； ｂ）前記乗車員の耳の位置を測定する手段；及び ｃ）前記雑音源の方向及び前記耳の前記位置に応じて、
   前記乗車員の耳の位置で雑音が消去されるようにするた
   め自動的に音波を発生し、送信する手段。
7. 【請求項７】ドア・窓及び内在する物体を有する乗車員
   室を有する自動車において、以下の手段を備えた監視シ
   ステム： ａ）少なくとも１つの周波数を有するエネルギーで、前
   記車内の乗車員室の一部分を照射する手段； ｂ）前記ドア・窓及び物体の少なくとも一つに取り付け
   られ、前記少なくとも一つの照射周波数とほぼ同じ周波
   数の共振周波数を有し、前記照射に対応する共振手段； ｃ）前記共振手段からの共振した照射波を受信する手
   段； ｄ）前記照射された共振器の位置を求めるため、前記受
   信された共振照射波を処理する手段；及び ｅ）前記照射された共振器の位置の測定に対応して、前
   記車内の他のシステムに影響を与えるための出力手段。
8. 【請求項８】少なくとも１人の乗車員を内在する乗車員
   室を有する自動車において、以下の手段を備えた乗車員
   確認システム： ａ）前記乗車員を照射する手段； ｂ）前記乗車員から反射してきた照射波を受信する手
   段； ｃ）乗車員の特徴を示す電子信号を創出するために前記
   受信された反射波を処理する手段； ｄ）前記電子信号によって、前記乗車員を確認する手
   段；及び ｅ）前記確認に応答して、前記車内の別のシステムに影
   響を与えるための出力手段。
9. 【請求項９】少なくとも１人の乗車員を内在する乗車員
   室を有する自動車において、以下の手段を有する乗車員
   注意度探知システム： ａ）前記乗車員を照射する手段； ｂ）前記乗車員から反射してきた照射波を受信する手
   段； ｃ）電子信号を創出するため、前記受信された反射波を
   処理する手段； ｄ）前記電子信号から前記乗車員の注意度を測定する手
   段；及び ｅ）前記注意度の測定に応答して、前記車内の別のシス
   テムに影響を与えるための出力手段。