JPH1115980A - 自動車内の物体の存在を検知する装置 - Google Patents

自動車内の物体の存在を検知する装置

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JPH1115980A
JPH1115980A JP10163624A JP16362498A JPH1115980A JP H1115980 A JPH1115980 A JP H1115980A JP 10163624 A JP10163624 A JP 10163624A JP 16362498 A JP16362498 A JP 16362498A JP H1115980 A JPH1115980 A JP H1115980A
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distance
seat
images
airbag
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JP10163624A
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Marc Raymond Simon
レイモンド サイモン マーク
Larry Matthies
マティーズ ラリー
William Joseph Janutka
ジョセフ ジャヌトゥカ ウイリアム
Sabrina Elizabeth Kemeny
エリザベス ケメニー サブリナ
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Original Assignee
Eaton Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 自動車の車内の座席に物体が存在するかどう
かを検知する。 【解決手段】 自動車制御システム３０は乗員領域の第
１および第２の画像を生成する一対のカメラ２６、２８
を有する。距離プロセッサ３２は、各特徴が第１および
第２の画像の間でシフトされた量に基づいて、カメラ２
６、２８から第１および第２の画像の中の複数の特徴ま
での距離を決定する。解析器３４は距離を処理し、座席
の上の物体の大きさを決定する。距離の追加的な解析が
さらに物体の動きとその動きの速度を決定してもよい。
距離情報はまた、画像の中の予め規定されたパターンを
認識し、したがって物体を識別するために使用すること
ができる。エアバッグ５８の開きのような、装置の動作
を制御する時に、機構５４は決定された物体の特性を利
用する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は物体が存在するか否
か感知する装置に関し、特に自動車の座席に物体が存在
するかどうかを検出する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】安全上の特徴として、最近の自動車は運
転者の前方のステアリングホイールの中と前部座席の乗
員の前方のダッシュボードの中にエアバッグを有する。
これらの乗客の両側面のドアに対する追加のエアバッグ
が提案されている。事故の際の自動車の急速な減速が検
出され、エアバッグを膨張させて乗客への衝撃を和らげ
る。
【０００３】エアバッグは自動車の衝突による傷害のき
びしさを減少させたが、エアバッグが開く時の高速のた
めに乗員またはドライバーにしばしば傷害を与える。特
に、エアバッグは車の前部座席に座っている小児あるい
は幼児にひどい怪我をさせることがある。
【０００４】したがって、事故が発生した場合にエアバ
ッグの開く力の影響を受けないように、子供および幼児
は車の後部座席に座るように現在推奨されている。しか
しながら、その推奨が無視されて小児が車の前部座席に
乗った時に発生する状況については言及されていない。
さらに、スポーツカーやトラックのような２人乗り自動
車では、子供または幼児はエアバッグに直面する座席に
座らせなければならない。この後者の状況では、子供の
前にあるエアバッグを作動しないようにする手動のオー
バーライドスイッチを設けることが提案されてきた。し
かしながら、自動車の運転者は子供がいる時には必ずこ
のスイッチを手動で操作するだけでなく、大人の乗員の
ためのエアバッグを再度作動させることを忘れてはなら
ない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】これらの予防措置は、
大柄の人間を保護するために設計されたエアバッグを有
する車の中に比較的小柄の大人の乗客が存在することに
も言及していない。したがって、座席の保護される人間
の大きさに応じて、エアバッグの動作のカスタマイズを
可能とする必要がある。
【０００６】しかしながら、エアバッグを動的に設計す
るためには、その制御システムは乗客の大きさを信頼で
きるように決定できなければならない。１つの方法とし
て、座席に座っている人間の重量を検出することが提案
されている。しかしながら、重量のみが衝突の際の人体
の運動学を示すのではない。例えば、ウエストが小さく
筋骨逞しい上半身の人間と比較すると、重心が低く上胴
の小さい人間は劇的に異なる運動学を有する。衝突運動
学におけるその差異は、エアバッグ動作を動的に設計す
る際に非常に重要である。
【０００７】本発明の全体的な目的は、自動車の座席の
乗客の有無を検知する機構を提供することである。
【０００８】本発明の他の目的は、立体的画像処理シス
テムによりその機構を実現することである。
【０００９】本発明のさらに他の目的は、座席の乗客の
大きさを決定する能力を有するこのようなシステムを提
供することである。
【００１０】本発明のさらに他の目的は、乗客が座って
いる位置を決定する能力を有するこのようなシステムを
提供することである。
【００１１】本発明の他の局面は、座席上に置かれた無
生物物体を識別するために動きを検出する能力を有する
立体的画像処理システムを提供することである。
【００１２】本発明のさらに他の局面は、座席の乗客の
身体的特性に適合するように自動車のエアバッグの動作
を修正するための情報を提供することである。
【００１３】追加的な局面は、衝突の際に乗客の運動学
についての情報を実時間で提供することであり、それに
よりエアバッグ性能の動的な最適化を可能にする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】これらの目的とその他の
諸目的は、座席の第１および第２の画像を発生する一対
のカメラを有する立体的物体検出システムにより達成さ
れる。画像中の画素は、画素のカメラからの距離に対応
した量だけ第１および第２の画像の間で所定の位置にシ
フトされる。距離プロセッサは、第１および第２の画像
の間のこれらの特徴の位置のシフトに基づいて、１対の
カメラから第１および第２の画像中の複数の特徴までの
距離を計算する。画像解析器は座席上に物体が存在する
か否かを距離から決定する。画像解析器はまた距離から
物体の大きさを決定してもよい。
【００１５】この立体的物体検出システムの好ましい実
施態様において、座席上の物体の動きとその動きの速度
を検出するために距離が使用される。物体を分類するた
めに、距離情報に対してあるいは第１および第２の画像
の１つに対してパターン認識を行うこともできる。
【００１６】本発明の１つの用途において、画像の分析
結果は自動車上の装置の動作を制御するための機構によ
り用いられる。例えば、これらの結果は、座席上の人間
の身体的特性に対応するように自動車内のエアバッグの
開きを設計するために使用されてもよい。
【００１７】
【発明の実施の形態】図１および図２を参照すると、自
動車１０の車内の前の部分はダッシュボード１２を備
え、そこからステアリングホイール１４が突き出てい
る。前部座席１６はダッシュボード１２から間隔をおい
て位置し、乗員および運転者双方のために標準ヘッドレ
スト１８を有する。運転者も広い意味で車の乗員である
から、本明細書において用語「乗員」は車の他の乗客と
同様に運転者を表す。ステアリングホイール１４は第１
のエアバッグ２０を収容する中央の区画を有し、ダッシ
ュボード１２は座席１６の右の部分の前方に位置する第
２のエアバッグ２２を収容するもう１つの区画を有す
る。
【００１８】車の中の端から端まで見渡せるように同じ
平面に並んで搭載された２個の個別のビデオカメラ２６
および２８の組立体２４が、フロントガラスの上の車内
の天井に装着されている。各カメラ２６および２８は、
各画素の位置がランダムにアクセス可能であり、その結
果他の画像部分を読み出す必要なくそれらの画像の指定
された部分を出力に供給可能な画像処理器であることが
望ましい。この型式の画像処理器は「アクティブ画素セ
ンサー」（ＡＰＳ）と呼ばれ、参考文献として本明細書
に含まれる米国特許第５，４７１，５１５号に説明され
ている。あるいは電荷結合素子（ＣＣＤ）のような他の
形式の画像処理器が、画像部分にランダムにアクセスす
る能力を犠牲にして使用できる。カメラ２６および２８
は近赤外光に応答することが望ましく、車の前部座席１
６を照明するために一つ以上の赤外光源２９がフロント
ガラスの上に搭載されている。このような照明は、ハイ
ウェーを見る乗客の能力に影響を与えずに、本システム
の夜間の動作を可能にする。さらに、光源２９からの照
明は日中の動作に際して画像の影を埋める。
【００１９】左のカメラ２８が図２で長い破線により示
された水平視野領域を有するのに対して、右のカメラ２
６は長短の破線により示された水平視野領域を有する。
各カメラ２６および２８の垂直視野角は図１で破線によ
り示すように同一である。左右のカメラ２６および２８
は、自動車の前部座席１６およびその座席上の乗客の身
体の立体的画像の第１および第２の対を生成する。２つ
のカメラ２６および２８は車の中で左右にずらして配置
されているので、大体において同時に得られる第１およ
び第２の画像は本質的に同じ物体を含むが、物体は２つ
の画像の間で水平にシフトされる。これにより１対の立
体的画像が生成され、この立体的画像を分析して、カメ
ラから車中の物体までの距離を決定できる。以下に説明
するように、この分析には航空写真で地理的特徴の高さ
を測量するのに用いるような周知の航空写真測量技術を
用いる。あるいは、同一の撮像デバイスの中に１対の立
体的画像を並んで結像するように、単一の撮像デバイス
が２組のレンズおよび鏡と共に使用されてもよい。この
代案は各立体的画像のために別々のカメラを使用するこ
とと等価であると考えられる。
【００２０】立体的画像の左右両半分は座席１６上の２
人の乗員の存在、位置および大きさを決定するために処
理されるが、説明を容易にするために両半分共に同じ方
法で処理されるとの理解の下に、画像の２分の１の処理
のみを説明する。
【００２１】図３を参照すると、右および左のカメラ２
６および２８からの画像は画像プロセッサ３０の入力に
加えられる。画像プロセッサ３０は、画像中の物体のカ
メラ組立体２４からの距離を決定する距離サブプロセッ
サ３２と、自動車の座席１６上の乗客の存在、大きさ、
および他の特性を判断するために距離測定値を分析する
距離画像処理システム３４を有する。
【００２２】距離サブプロセッサ３２は、各立体的画像
の中で同じ特徴を探し、その特徴への距離を計算する距
離検出器３６を有する。この距離測定値は距離画像の要
素としてメモリ３８の中に蓄積される。距離サブプロセ
ッサ３２は、参考文献として本明細書に含まれる米国特
許第５，５３０，４２０号で説明されるものに類似して
いる。
【００２３】距離画像メモリ３８は、距離検出器３６か
ら、またメモリインタフェース４０を介して距離画像処
理システム３４からアクセス可能である。メモリインタ
フェース４０は、一群のデータ、アドレス、およびコン
トロールバス４２と接続され、バス４２はさらにマイク
ロプロセッサ４４に接続される。マイクロプロセッサは
リードオンリーメモリ４６に蓄積されたプログラムを実
行し、以下に説明するように、プログラムは距離画像デ
ータを分析する。その分析の間にマイクロプロセッサ４
４により利用される中間結果および他のデータを蓄積す
るために、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）４８がバ
ス４２と接続されている。マイクロプロセッサ４４はま
た、バス４２と接続されたカメラインタフェース４９を
介して右のビデオカメラ２６から直接視野画像を得るこ
とができる。出力メモリ５０が距離画像分析の結果を保
持するために設けられ、インタフェース回路５２が距離
画像処理システム３４の外部の装置に前記の結果を伝え
る。本システムが自動車内のエアバッグの動作を制御す
る場合には、インタフェース回路５２はエアバッグコン
トローラ５４の入力に接続される。事故が発生している
時、コントローラ５４は衝突センサー５６から通知を受
信する。衝突センサー５６は衝突の激しさ、例えば減速
率を表示することもできる。運転者および乗員のエアバ
ッグ５８を作動させることにより、エアバッグコントロ
ーラ５４はこれらの入力に応答する。
【００２４】立体的画像は定期的な割込みで処理され、
例えば１０秒ごとに全部の立体的画像が解析され、一方
２つの画像の選択された部分のみが１ミリセカンドごと
に処理される。全画像処理は図４のフローチャートのス
テップ７０において、右および左のビデオカメラ２６お
よび２８からの２つの立体的画像の周期的取得により開
始する。その時マイクロプロセッサ４４は割込み信号を
受信し、全画像収集コマンドを発行することにより距離
検出器３６に応答する。次にステップ７２において、他
方の画像中の１群の画素と一致する一方の画像中の小さ
な一群の画素を見つけるために、距離検出器３６は取得
された立体的画像を解析し、各画像の中の物体上の一致
点を探し出す。このような一致点は、境界線、線、およ
び特定の形状のような物体の特徴でありうる。
【００２５】距離検出器３６は両方の画像の中に対応す
る点を探し出すと、カメラレンズの平面と画像中の物体
上のそのような点との距離の決定に航空写真三角測量を
利用する。このプロセスは公知である（ポール・Ｒ・ウ
ルフ著「航空写真測量の要素」１９７４年、マグローヒ
ル社参照）。図６に図示するように、左右のカメラはカ
メラレンズの平面に距離ｒの間隔をおいて位置し、各カ
メラはカメラレンズの平面の後方の距離ｆに焦点を有す
る。２つのカメラの間の左と右のずれの距離ｒのため
に、各カメラ画像中の同一点の間に相違量ｘが存在す
る。したがって、カメラレンズの平面と画像点の間の距
離Ｄは次の式Ｄ＝ｒ（ｆ／ｘ）から決定できる。ｒとｆ
の値はカメラ組立体２４の構造から既知である。
【００２６】右と左の画像の間の相違量ｘは、２つの画
像の一致点の画素位置の差と各画素の幅に基づいて、ス
テップ７４において決定される。上記の式にこのｘの値
を代入することにより、ステップ７６において距離検出
器３６は距離値Ｄを計算し、距離値Ｄは距離画像の多く
の要素の１つとしてステップ７８においてメモリ３８に
蓄積される。以下に説明されるように、距離画像メモリ
３８は古い距離画像と置換する立体的画像の新しい組み
合わせのデータと共に２つの距離画像を蓄積することが
できる。したがって、２つの最も最近に抽出された距離
画像は常にメモリ３８に保持される。
【００２７】次にステップ８０において、立体的画像の
中でさらに一致点を探し出して処理すべきかどうかが決
定される。一致画像点のすべてが処理されると、距離画
像は配列中の各位置が立体的画像中の対応する位置に対
する距離を含むデータの２次元の配列である。したがっ
て、距離画像の中のデータはカメラレンズの平面からの
距離に関する画像の起伏表現図として図面上にプロット
できる。このような三次元のプロットの例を図７に示
す。ここでｘ軸およびｙ軸はカメラ画像の中の画素位置
に対応し、ｚ軸は各画素位置に対する距離データの大き
さに対応する。距離画像の外縁において、データは座席
１６の表面に対応して比較的平坦であり、一方画像の中
央の部分は座席の上に置かれた物体に対応している。実
際には、座席に対応する距離値は、車の座席１６がカメ
ラから遠いので物体に対応する距離値より大きい。それ
にもかかわらず、物体の境界線が距離データの切り立っ
た大きい変化により示されることが注目されるべきであ
る。これにより物体の外側境界線を見出すことが可能に
なる。以下に説明するように、画像中の物体の容積は物
体の境界の間の平均のｘおよびｙの寸法と平均の距離値
を決定することにより導出できる。
【００２８】再び図４のフローチャートを参照すると、
距離画像を解析するために、ステップ８２においてマイ
クロプロセッサ４４は距離画像を走査し、座席１６に対
応するデータ値とカメラに最も近い画像部分の間の差分
を決定する。座席１６への距離と他の画像特徴への距離
の間の相違が閾値量を超えると、マイクロプロセッサ４
４は座席１６の上に物体が存在すると結論する。カメラ
に非常に近い位置を表示する１個または２個の擬似的な
データにより生じる誤った結論を避け、物体が座席１６
の上に存在していると結論するために、マイクロプロセ
ッサ４４は距離がその閾値を超えるところに比較的かな
りの数の点が存在することを要求するかもしれない。そ
の決定は画像解析のステップ８４においてなされ、もし
真ならば出力メモリ５０中のフラグがセットされる。も
し重要な物体が存在しないと結論されれば、ステップ８
３において出力メモリ５０はクリアされ、距離画像のそ
れ以上の解析は終了する。
【００２９】人間が存在するかも知れないとデータが示
すとマイクロプロセッサ４４が結論する。カメラと人間
の間の平均距離を見出すために、ステップ８５において
距離画像がさらに解析される。その計算の結果は出力メ
モリ５０の中に蓄積される。次にステップ８６におい
て、座席１６の人間の容積を近似するためにメモリ３８
の中の距離画像が解析される。そうすることにより、図
７に示すように、距離データの比較的大きい変化により
表示されるその人間の水平および垂直の境界線をマイク
ロプロセッサ４４は探す。これによって、その人間の外
側境界線の輪郭が与えられ、その境界内の領域を計算す
るために標準の技術を利用することができる。次に、以
前計算された座席１６と物体の間の平均距離がその人間
の第三の寸法として容積の計算に用いられる。この結果
は出力メモリ５０に蓄積される。
【００３０】ステップ８７において、画像の境界線に対
する容積の位置を決定することにより、その人間の左か
ら右への位置が見出される。側面エアバッグの展開を制
御するために、乗員がドアにどれぐらい近いかを知るこ
とが有用である。画像の下部境界線に対する容積の位置
を決定するために、さらに調査をすることができ、これ
は大きい乗員が座席で滑り落ちているかどうかを示す。
位置情報もまた出力メモリ５０に蓄積される。
【００３１】次に、ステップ８９において、その人間の
頭部の最上部のような基本的な身体的特徴を見いだすた
めに、距離画像に対して解析が行われる。この解析は、
データ中の比較的大きい変化を距離画像の最上部から下
方へと進みながら探すことにより行なうことができる。
この頭部の最上部の位置は乗員の相対的な高さを示す。
ステップ８５〜８８におけるこれらすべての解析の結果
は距離画像処理システム３４の出力メモリ５０に蓄積さ
れる。
【００３２】多くの応用例において、上に述べた画像処
理は自動車のエアバッグのような装置を制御するのに十
分な情報を提供する。しかしながら、車の乗客について
の追加的情報を提供するために画像データはさらに解析
することもできる。次の処理は座席１６上の物体が動い
ているかどうかを決定することができ、したがって大き
い無生物物体と人間を区別する。この目的のために、距
離画像処理システム３４による解析は図５のステップ９
０に進む。
【００３３】この時メモリ３８の中の新しい距離画像
が、そのメモリに蓄積されている以前の距離画像と比較
される。１０秒の画像取得周期の間に車の座席１６にお
ける座っている位置の１つに動きがなければ、画像中の
物体は無生物であると決定できる。これはステップ９２
において、２つの距離画像をデータ要素ごとに比較し、
予め規定した量以上に異なるデータ要素の対の数を計数
することにより達成される。あるいは、物体の動きを検
出するために、右または左のカメラ２６または２８のい
ずれかからの時間的に異なる２つのビデオ画像を比較す
ることができる。無生物物体のみが存在する時でも、車
の振動による動きのために異なる時点で抽出された２つ
の距離画像の間にはわずかな変化が予想される。したが
って、動きを決定する場合距離画像中の所定のデータ点
における無視できる変化は考慮されず、また少数のデー
タ点のみの著しい変化も無視される。しかしながら、距
離データ点の相当な数の著しい変化は車の座席１６上の
物体の動きを示す。所定のデータ点の値と、動きを示す
として考慮されるべきそのような変化を有するであろう
データ点の数の間の正確な変化量は、ビデオカメラの応
答と画像の解像度の関数である。
【００３４】２つの距離画像を比較した後に、ステップ
９４においてデータ点の充分な数Ｍが必要量だけ変化し
たか否か決定される。その場合、その座っている位置に
おける物体が移動したことを示すために、出力メモリ５
０中の動きフラグがステップ９６においてセットされ
る。他の状況ではその動きフラグはステップ９８におい
てリセットされる。
【００３５】望むならば、いくつかの周知のパターン認
識技術のいずれかを用いてパターン認識を行うことによ
り画像処理を継続してもよい。この目的のために、画像
プロセッサ３０は参照パターン、すなわちマスターパタ
ーンをランダムアクセスメモリ４８に蓄積する。例えば
参照パターンは空座席用あるいは車の座席１６上に置か
れた幼児座席用であってもよい。参照パターンは参照立
体的画像の距離画像を作成し、パターンデータを抽出す
るためにその距離画像を処理することによりステップ１
００において生成される。例えば距離画像は物体の境界
線情報を得るために処理され、次にステップ１０３にお
いてステップ１０２から分岐するプログラム実行により
ランダムアクセスメモリ４８に蓄積される。
【００３６】その後ステップ１００における画像処理の
間に、新しい立体的画像のセットから類似のパターンデ
ータが抽出される。そのパターンデータはステップ１０
４において参照パターンと比較される。新しい画像パタ
ーンと参照パターンとの間に相当な対応があるか否かが
ステップ１０６においてマイクロプロセッサ４４により
決定され、ステップ１０６において出力メモリ５０に標
識フラグがセットされる。他の場合にはそのパターン一
致フラグはステップ１１０においてリセットされる。あ
るいは、右のカメラ２６からの直接の視覚画像はカメラ
インタフェース４９を介して得ることができ、パターン
認識のために処理される。
【００３７】画像プロセッサ３０の出力メモリ５０がさ
まざまな解析の結果を収容した時点で全部の距離画像の
処理が終了する。エアバッグコントローラ５４は、イン
タフェース回路５２を介して前記の蓄積された結果を得
て、事故の際にエアバッグ５８をどのように開くかを決
定するのにこの結果を評価することが可能である。全部
の立体的画像の周期的な、例えば１０秒ごとの、解析は
エアバッグのための動作パラメータの継続更新を可能に
する。座席の占有状況のこのような周期的な再調査は、
車内の個体の座っている位置の変化と他の動きを説明す
る。
【００３８】画像プロセッサ３０の結果が座席１６に人
間が存在しないことを示す時には、何の役にも立たない
ので、エアバッグを開く必要はない。さらに、もしマイ
クロプロセッサ４４による解析が、車の座席１６を占め
ている人間が比較的小さい体積を有するか、および／ま
たはその人間の頭部の最上部の位置により決定されるよ
うに比較的背が低いことを示すならば、座席の占有物は
子供であると考えられる。この場合には、エアバッグコ
ントローラ５４はエアバッグが開かないようにするであ
ろう。
【００３９】マイクロプロセッサ４４が十分に大きい人
間が存在すると結論した状況では、事故の際にエアバッ
グを膨張させる初速度は乗客の体積、身長、およびエア
バッグとの平均距離に対応するようにセットされるであ
ろう。具体的には、その人間がエアバッグに近いほど、
またその人間が大きいほど開く速度は速い。
【００４０】衝突の間には、その人間の動きについての
運動学的情報は、事故の激しさに対応するためにエアバ
ッグの膨張速度を調整するために有用である。衝突が速
いほど、また乗客に働く力が大きいほど、エアバッグは
より速く膨張しなければならない。本画像処理システム
はハードウェアの追加無しに乗客についての運動学的情
報を提供することができる。
【００４１】したがって、衝突の際に乗客がどのように
動くかの実時間情報を提供するために、本システムは全
部の画像を処理するよりも、立体的画像の選択された部
分を頻繁に処理する。この目的のために、マイクロプロ
セッサ４４は図８に示された割り込みルーチンを、例え
ば１ミリセカンドごとに実行する。この割り込みルーチ
ンはステップ１２０においてメモリインタフェース４０
を介してマイクロプロセッサ４４がコマンドを距離サブ
プロセッサ３２に送ることにより開始し、メモリインタ
フェース４０はビデオカメラ２６および２８からの立体
的画像の予め規定された部分を取得し処理するよう距離
検出器３６に指示する。座席上の物体が通常座っている
位置の中央に対応する各画像の予め規定された部分は各
画像中の画素の１０列の２つの部分を有してもよい。次
にこれらの部分は前記の２つの座っている位置に対応す
るエアバッグを制御するパラメータを決定するために処
理される。説明を簡単にするために、前記の座っている
位置の１つの画像部分の処理のみを説明する。
【００４２】距離検出器３６はステップ１２２におい
て、全部の画像に対して行われた既に説明したのと同じ
方法で、各カメラからの画像部分の中の一致点あるいは
特徴を探し出す。次に立体的画像部分の中の一致点の間
の相違量ｘがステップ１２４において求められ、ステッ
プ１２６において画像部分に対する距離データを計算す
るために使用される。その距離データはステップ１２８
において距離画像メモリ３８の１つの部分に蓄積され
る。距離画像メモリ３８は画像部分の距離データが蓄積
される付加的な記憶位置の２つの部分を有する。１つの
部分は画像部分の最も最近のデータのセットを蓄積し、
他の部分はそれぞれ新しいデータの群で最も古い距離デ
ータを収容しているメモリ部分を上書きして以前の画像
部分距離データを収容する。
【００４３】次に、ステップ１３０において、距離画像
処理システム３４のマイクロプロセッサ４４が距離デー
タの２つの蓄積されたセットの間の距離の変化を計算に
より取り込む。変化情報はステップ１３２において出力
メモリ５０に蓄積される。距離データは一定の間隔で、
例えば１ミリセカンドごとに取得されるので、この変化
は距離の変化の速度に、すなわち座席上の物体の移動速
度に直接対応する。この速度は計算され出力メモリ５０
に蓄積できる。あるいはエアバッグコントローラ５４は
単純に直接距離変化データを使用してもよい。どの場合
にも、出力メモリ５０中のこのデータは物体の速度に対
応する。
【００４４】速度に関するデータはインタフェース回路
５２を介してエアバッグコントローラ５４が利用でき
る。エアバッグコントローラ５４は、事故の際に車の乗
客が対応するエアバッグに接近する速度に応じて、エア
バッグ５８が膨張する速度を調整する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の物体検知システムを有する自動車の側
面図である。
【図２】自動車の前部座席を上から見た図である。
【図３】自動車の座席における物体を検知する本発明の
立体的画像処理システムの概略ブロック図である。
【図４】全立体的画像が処理される方法のフローチャー
トである。
【図５】全立体的画像が処理される方法のフローチャー
トである。
【図６】車の中のカメラと物体の間の距離を決定するた
めに使用される三角測量法の幾何学的配置を表す図であ
る。
【図７】立体的画像処理システムにより展開された距離
画像データをグラフで表す図である。
【図８】立体的画像の予め規定された部分が実時間で処
理される方法のフローチャートである。
【符号の説明】
１０ 自動車 １２ ダッシュボード １４ ステアリングホイール １６ 前部座席 １８ ヘッドレスト ２０、２２ エアバッグ ２４ カメラ組立体 ２６、２８ ビデオカメラ ２９ 赤外光源 ３０ 画像プロセッサ ３２ 距離プロセッサ ３４ 距離画像処理システム ３６ 距離検出器 ３８ 距離画像メモリ ４０ メモリインタフェース ４２ データ、アドレス、コントロールバス ４４ マイクロプロセッサ ４６ ＲＯＭ ４８ ＲＡＭ ５０ 出力メモリ ５２ インタフェース回路 ５４ エアバッグコントローラ ５６ 衝突センサー ５８ エアバッグ
フロントページの続き (71)出願人 390033020 Ｅａｔｏｎ Ｃｅｎｔｅｒ，Ｃｌｅｖｅｌ ａｎｄ，Ｏｈｉｏ 44114，Ｕ．Ｓ．Ａ. (72)発明者 ラリー マティーズ アメリカ合衆国 91011 カリフォルニア 州 ラ カナダ ドーヴァー ロード 4131 (72)発明者 ウイリアム ジョセフ ジャヌトゥカ アメリカ合衆国 53227 ウィスコンシン 州 ウエスト アリス 114番 ストリー ト 3203 エス. (72)発明者 サブリナ エリザベス ケメニー アメリカ合衆国 91214 カリフォルニア 州 ラクレッセンタ ピネコネ ロード 5556

Claims (30)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 自動車（１０）の座席（１６）の上に存
    在する物体を検知し、分類する立体的物体検知システム
    であって、 カメラ組立体（２４）から画像の特徴までの距離に対応
    する量だけ画像の特徴が第１および第２の画像の間でシ
    フトされる、座席の第１および第２の画像を生成するカ
    メラ組立体（２４）と、 前記カメラ組立体（２４）に接続され、座席（１６）の
    上に物体が存在するかどうかを調べるために第１および
    第２の画像を処理する第１の画像解析器（３４）と、 第１の画像解析器（３４）に接続され、座席（１６）の
    上に物体が存在することが検知されると、信号を生成す
    る出力装置（５２）を有する立体的物体検出システム。
  2. 【請求項２】 前記カメラ組立体（２４）が、第１およ
    び第２の画像の部分がランダムにアクセス可能である画
    像センサー（２６、２８）を有する、請求項１に記載の
    検知システム。
  3. 【請求項３】 第１と第２の画像の間で物体がシフトさ
    れた所定の量に応じて座席（１６）の上の物体の大きさ
    を決定するために第１および第２の画像を処理する第２
    の画像解析器（３４）をさらに有し、前記信号が座席上
    の物体の大きさを示す、請求項１に記載の検知システ
    ム。
  4. 【請求項４】 前記カメラ組立体（２４）と接続され、
    また前記カメラ組立体（２４）から第１および第２の画
    像の中の複数の特徴までの距離を決定するプロセッサ
    （３２）をさらに有し、前記距離が、複数の特徴が第１
    および第２の画像の間でシフトされる所定の量に応じて
    決定される、請求項１に記載の検知システム。
  5. 【請求項５】 第１の画像解析器（３４）が、座席上に
    物体が存在するかどうかを決定するのに前記距離を使用
    する、請求項４に記載のシステム。
  6. 【請求項６】 第２の画像解析器（３４）が座席上に存
    在する物体の大きさを決定するのに前記距離を使用す
    る、請求項４に記載のシステム。
  7. 【請求項７】 座席（１６）上の物体の動きを検出する
    ために前記カメラ組立体（２４）からの情報を使用する
    第２の画像解析器（３４）をさらに有する、請求項１に
    記載のシステム。
  8. 【請求項８】 前記カメラ組立体（２４）から情報を受
    信し、第１および第２の画像の少なくとも１つの中に含
    まれる予め規定されたパターンの存在を認識するために
    前記情報を処理するパターン検出器（１００〜１０６）
    をさらに有する、請求項１に記載のシステム。
  9. 【請求項９】 前記パターン検出器（１００〜１０６）
    が、参照パターンを蓄積するメモリ（４８）と、前記カ
    メラ組立体（２４）からの情報の中の参照パターンの存
    在を検出するプロセッサ（３４、１０４）を有する、請
    求項８に記載のシステム。
  10. 【請求項１０】 前記参照パターンが子供用座席のため
    のものである、請求項８に記載のシステム。
  11. 【請求項１１】 前記参照パターンが自動車の運転者の
    身体的特徴を示す請求項８に記載のシステム。
  12. 【請求項１２】 前記出力装置に接続され、前記信号に
    応じてエアバッグ（５８）の開きを制御する機構（５
    ４）をさらに有する、請求項１に記載のシステム。
  13. 【請求項１３】 前記カメラ組立体（２４）が一対のカ
    メラ（２６、２８）を有する、請求項８に記載のシステ
    ム。
  14. 【請求項１４】 車両内のエアバッグの動作を制御する
    システムであって、 車両内の座席（１６）の画像を生成するカメラ（２６、
    ２８）と、 前記カメラ（２６、２８）に接続され、座席（１６）の
    上の物体の物体的特徴を決定するために画像を処理する
    画像解析器（３４）と、 前記物体的特徴に応じてエアバッグ（５８）の開きを制
    御する画像解析器に接続された機構（５４）を有する、
    車両内のエアバッグの動作を制御するシステム。
  15. 【請求項１５】 自動車（１０）の座席の上に存在する
    物体を検知し、分類する立体的物体検知システムであっ
    て、 座席とその上の物体の第１および第２の画像を生成する
    １対のカメラ（２６、２８）であって、前記１対のカメ
    ラから画像の特徴までの距離に対応する量だけ画像の特
    徴が第１と第２の画像の間でシフトされる１対のカメラ
    （２６、２８）と、 前記１対のカメラ（２６、２８）に接続され、前記１対
    のカメラから第１および第２の画像の中の複数の特徴ま
    での距離を決定する距離プロセッサ（３２）であって、
    各特徴が第１と第２の画像の間でシフトされる所定の量
    に応じて前記距離が決定される距離プロセッサ（３２）
    と、 距離を解析し、座席の上の物体の大きさを決定する距離
    プロセッサに接続された解析器（３４）と、 前記解析器（３４）に応じて自動車の装置（５８）の動
    作を制御する機構（５４）を有する立体的物体検知シス
    テム。
  16. 【請求項１６】 座席の上に物体が存在するかどうかを
    決定するのに前記距離を使用するもう１つの解析器（３
    ４）をさらに有する請求項１５に記載のシステム。
  17. 【請求項１７】 物体の動きを検出するのに前記距離を
    使用するもう１つの解析器（３４）をさらに有する請求
    項１５に記載のシステム。
  18. 【請求項１８】 物体の動きの速度を検出するのに前記
    距離を使用するもう１つの解析器（３４）をさらに有す
    る請求項１５に記載のシステム。
  19. 【請求項１９】 第１および第２の画像の少なくとも一
    方に含まれる予め規定されたパターンの存在を認識する
    ために、前記１対のカメラ（２６、２８）の少なくとも
    一方から情報を受信するパターン検出器（１００〜１０
    ４）をさらに有する請求項１５に記載のシステム。
  20. 【請求項２０】 前記機構（５４）がエアバッグ（５
    ８）の開きを制御する請求項１５に記載の立体的物体検
    出システム。
  21. 【請求項２１】 車両（１０）内のエアバッグの動作を
    制御する方法であって、 車両の乗員領域の画像を取得するステップと、 乗員領域内の人間の大きさを決定するために画像を処理
    するステップと、 乗員領域内の人間の大きさに応じてエアバッグ（５８）
    の動作を制御するステップとを有する、車両内のエアバ
    ッグの動作を制御する方法。
  22. 【請求項２２】 前記画像を取得する段階が、参照点か
    ら特徴までの距離に対応する量だけ各立体的画像の間で
    シフトされる特徴を有する１対の立体的画像の取得を含
    む、請求項２１に記載の方法。
  23. 【請求項２３】 前記画像を処理する段階が、参照点か
    ら画像内の特徴までの距離を決定する、請求項２１に記
    載の方法。
  24. 【請求項２４】 前記画像を処理する段階が、人間の大
    きさを決定するために前記距離を使用する、請求項２２
    に記載の方法。
  25. 【請求項２５】 前記画像を処理する段階が、人間の少
    なくとも一部の体積を近似するために前記距離を使用す
    る請求項２３に記載の方法。
  26. 【請求項２６】 前記画像を処理する段階が、人間の身
    長を近似するために前記距離を使用する、請求項２３に
    記載の方法。
  27. 【請求項２７】 前記画像を処理する段階が、乗員領域
    内の人間の位置を決定するために前記距離を使用する、
    請求項２３に記載の方法。
  28. 【請求項２８】 前記乗員領域内の人間に関する運動学
    的情報を生成するために画像を処理するステップと、エ
    アバッグの動作をも前記運動学的情報に応じて制御する
    ステップをさらに有する、請求項２１に記載の方法。
  29. 【請求項２９】 乗員領域内の人間の動きを検出するた
    めに画像を処理するステップをさらに有し、エアバッグ
    の動作を制御するステップがさらに人間の動きが検出さ
    れたか否かに応答するものである、請求項２１に記載の
    方法。
  30. 【請求項３０】 前記乗員領域内の人間の動きの速度に
    関する情報を生成するための画像を処理するステップを
    さらに有し、エアバッグの動作を制御するステップがさ
    らに前記動きの速度に応答するものである、請求項２１
    に記載の方法。
JP10163624A 1997-06-11 1998-06-11 自動車内の物体の存在を検知する装置 Pending JPH1115980A (ja)

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