JPS60166807A - 車両運転者位置認識装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［技術分野］ 本発明は、車両運転者の位置を認識する車両運転者位置
認識装置に関し、特に１つの２次元画像から運転者の車
室内における３次元位置を認識する車両運転者位置認識
装置に関する。

［従来技術］ 従来、例えば車間距離検出装置あるいは後方の障害物を
検出するバックソナー等、車外の物体を認識することに
より、乗員の目の補助役割を果たし、安全運転を確保す
る装置が開発されてきた。

ところで、近年、安全運転確保の見地から自動車等の車
両における操作性、快適性の向上が強くめられるように
なり、運転者にとって良好な車両の操作性、快適性を実
現する要素、例えば、バックミラーの角度調整やエアコ
ン吹出口の方向の調整、チルトハンドルのハンドルの高
さの調整などを個々の運転者に合わせて自動的に行うも
のが望まれるに至っている。

この為には車両運転者の位置を知る必要があるが、従来
はせいぜい運転席の前後位置や高さ、あるいはリクライ
ニングの状態等を検出して、運転者の位置をｔＩｆ定し
ていたにすぎず、ひとりひとり異なった運転者の身長や
姿勢を考慮して運転者の位置を正確に認識することはで
きないという問題があった。

［発明の目的］ そこで、本発明は、車室内に目を向け、車両運転者の位
置を画像により３次元的位置を認識するという従来にな
い発想に基づき、前記画像を正確に検出し、良好な車両
操作性を実現し、安全運転を促進する車両運転者位置認
識装置を提供することを目的としている。

［発明の構成］ かかる目的を達成するための本発明の構成は、第１図の
基本的構成図に示す如く、 車両運転者に光を照射する発光手段ａと、運転席を中心
として斜め前方に配置され、前記発光手段すの照射によ
る前記車両運転者からの反射光を画像情報として検知す
る画像検出手段すと、前記反射光の強度に基づいて前記
発光手段から照射する光の光量を制御する制御信号を出
力すると共に、前記車両運転者の位置が、運転席の前後
・上下方向にのみ移動すると見なずことにより、前記画
像検出手段にて検知された２次元画像に基づいて、車室
内における車両運転者の３次元位置を認識する認識手段
Ｃと、 前記認識手段から前記制御信号を入力し、前記発光手段
の光量制御を行う制御手段ｄと、を備えたことを特徴と
する車両運転者位置認識装置を要旨としている。

［実施例］ 以下に本発明を、実施例を挙げて図面と共に説明する。

本実施例は、本発明が自動車用に適用された実施例であ
る。第２図、第３図は本実施例の光学系１の車室内への
取付図である。本実施例の光学系１は、発光手段と画像
検出手段に相当する。

図において光学系１から照射する光が、運転者２の頭部
の存在する蓋然性の高い範囲を照射し得る位置に光学系
１は設けられる。

本実施例では図示せぬ助手席の乗員に、照射する光が遮
られない様に、助手席左上の取付けが簡単な位置、例え
ば車室内の角に、光学系１は、ボルト・ナツト等で固定
されている。３はステアリング、４は運転席、５は車体
、６はステアリング３の中心と、運転席４の中心を通る
中心線である。

ここで、車の前後方向、即ち、中心線６方向を×方向、
左右方向をｙ方向、上下方向を２方向とする。

次に第４図、第５図は前述した光学系１の構成図である
。第４図は光学系１の平面図、第５図は光学系のｘ−ｘ
断面図を表す。図において円筒形のホルダ１０の中心軸
に合致させて、レンズ１１がホルダ１０に接着剤等で固
定され、レンズ１１と同様、レンズ１１下部に画像検出
手段としての２次元固体踊像素子１２が接着剤等で固定
されている。２次元固体踊像素子１２は本実施例にては
、２次元電荷結合素子（二次元ＣＯＤ＞が採用されてい
る。ホルダ１ｏは、ケース１３に接着剤又はねじ止め等
で固定されている。発光手段としての補助照明用の発光
素子１４ａ〜１４ｈは、略円筒形に形成され、ホルダ１
ｏの中心軸と平行に、ホルダ１０．２次元固体撮像索子
１２がら所定間隔をおいて、ケース１３に対し接着剤又
はねじ止め等で固定されかつ、８個周設されている。こ
れは均等に光を運転者２に照射するためである。

そして、この発光素子１４ａ〜１４ｈは、高輝爪型赤外
発光ダイオードが使用されている。発光素子１４ａ〜１
４ｈは、複数本のリード線１５を介して１ｂｌＪ　ＩＩ
Ｉ手段を兼ねている光学系制御回路１６に接続され、２
次元固体県像素子１２は、リードＷＡ１７を介して光学
系制御回路１６に接続されている。この光学系制御回路
１６は、後述する演算制御回路から画像読み出し同期信
号を入力し、２次元固体踊像素子１２の画像を演算制御
回路へ読み出１よう制御する。また、発光素子１４ａ〜
１４ｈを駆動するための駆動電流の大きさを制御する駆
動制御信号を、リード線１５を介して発光素子１４ａ〜
１４１１へ出力する。

次に第６図は、認識手段としての演算制御回路１００の
ブロック図である。演算制御回路は車両運転者位置認識
を行う。１０１はＡ／Ｄ弯換器、マルチプレクサ等が備
えられた入力ポート、１０２は中央処理演算装置（以下
、ＣＰＩＪと呼ぶ。）、１０３はＣＰＵ１０２より書き
込まれたデータに従って所定間隔でＣＰＵ１０２に対し
、タイマ割り込みを発生させるタイマ、１０４は運転者
２の画像認識演算やアクチュエータを作動する処理プロ
グラムを格納するリードオンリメモリ、１０５は画像認
識処理のデータを一時的に格納するためのランダムアク
セスメモリ（以下、単にＲＡＭと呼ぶ。）、１０６は光
学系１及び駆動回路１０７に制御信号を出力する出力ポ
ートである。

ま／、：１１０７はアクチュエータを駆動するアクチュ
エータ駆動回路、１０８はアクチュエータ駆動回路１０
７からの信号に基づいて、車両装備の配置を調整するア
クチュエータである。このアクチュエータには、例えば
フェンダミラー調整装置、エアコン吹出口のダンパ、安
全枕調整装置、路側検知装置、チルトハンドル調整装置
、座席高さ自動調整装置が挙げられる。１０９は入力ポ
ート１０１、ＣＰＩＪｌ　０２、タイマ１０３、ＲＯＭ
１０４、ＲＡＭ１０５、出力ポート１０６を相互に接続
づるパスライン、１１０はバッテリ１１１からの電源を
、キースイッチ１１２を介して演算制御装置に供給する
電源回路を各４表している。また、これらはインタフェ
イス回路を有している。

以上述べた演算制御装置により実行される画像認識処理
について説明する。第７図にこの処理の１１Ｊ　Ｉ１１
プログラムのフローチャートを示す。エンジンのキーが
アクセサリ−状態（ＡＣＣ）又はイグニッション状！（
ＩＧ）にされると、キースイッチが閉じられ、電源回路
１１から必要な電源が供給され処理が開始される。詳細
な処理の説明に入る前に、まず処理の概略を説明する。

画像認識処理は一般に観測、量子化、前処理、特徴抽出
、識別、後処理の各処理に分けられる。ステップ２０１
ないしステップ２０３は観測、ステン７２０４ないしス
テップ２１０は量子化、ステップ２１１ないしステップ
２１３は画像の変換、加工等の前処理、ステップ２１４
とステップ２１５は境界線抽出等の特徴抽出、ステップ
２１６ないしステップ２１９は後処理を表１゜これらの
処理を行うことにより、画像認識処理が行われる。

次にこの処理の詳細な説明に入る。ステップ２０１にお
いては、別途設けられた処理要求信号があるか否かを判
定する。この処理要求信号入力手段はＡＣＣ又はＩＧに
なると考えても良いが、図示せぬ要求スイッチ、例えば
ハンドルに付設された専用スイッチであっても良く、ハ
ンドルから手を離さずに操作し得る。尚、運転中、常に
行わねばならぬアクチュエータ、例えばバックミラー調
整装置等の場合はキースイッチ連動が好ましく、座席高
さ調整装置や特別なアクチュエータの場合は専用スイッ
チを設ける方が好ましい。操作性が良いためである。

そしてこの処理要求がない場合はそのまま￥ｊ機づる。

一方、処理要求が入力ポートＩＣ）１に入力されるとＣ
１）Ｕ２Ｏ５は画像認識処理を開始する。

まず最初にステップ２０２においては、ＣＰＵ　１０２
内部のレジスタ等のクリアや、パラメータのセットの処
理を行う。例えばＲＡＭ１０５の画像メモリにストアさ
れる運転者の目の位置の座標Ｐ（Ｘ　、　Ｖ　、　Ｚ　
）の初期化により座標をＰ　（０，０゜０）に設定する
。

次のステップ２０３においては、出力ボート１０６を介
して発光素子１４ａ〜１４１１を発光させる制御信号を
光学系制御回路１６に出力し、光学系１を駆動する。発
光素子１４ａ〜１４ｈは制御信号を受けて直ちに発光さ
れ、運転者２に赤外光が照射される。照射された赤外光
は、運転者２に当り反射し、当該反射光は、レンズ１１
を介して２次元固体撮像素子１２に取り込まれる。

従って、レンズ１１により２次元固体１１ｉ１（Ｉｔ素
子１２に運転者の画像が結ばれる。２次元固体撮像索子
１２は当該画１領を５１２Ｘ４００の画素に分割する電
荷結合素子、即ち光電変換−電荷蓄積素子より成ってお
り、２次元固体踊（１１素子１２上の画像は、連続的な
光量を画素毎に決定された不連続な値にするいわゆる量
子化が行われ、素子に入射した反射光の光量に応じて光
電変換が行われた後、電荷として蓄積されてゆく。

続くステップ２０４にて前記蓄積された電荷は、画Ｉ＆
読み出し同期信号により、左上隅より逐次操作され、読
み出されてゆくが、電荷量は読み出しから次の読み出し
までに、２次元固体Ｒ像素子１２が受けどった光量に応
じて蓄積されるので、読み出し間隔の間に素子が受け取
った光量の大きさに対応しており、読み出し順に時系列
化されたアナログ信号どし光学系ＩＩＩ　Ｏｎ回路１６
を介して潰砕制御回路の入力ポート１０１に出力される
。

イして入力ポート１０１にて、Ａ／Ｄ変換器により高速
でＡ／Ｄ変換が行われ、ディジタル信号に変換されて、
６ビツトあるいは８ビツトの画像情報としてＲＡＭ１０
５の所定エリア、（即ち画像メモリ）にストアされる。

当該画像メモリには、赤外光によって写しとられた時点
での運転者２の上半身を含む画像の情報が残されたこと
になる。

口の操作を画像を固定したという意味でフリーズと呼ぶ
が、フリーズ後のＲＡＭ１０５の画像メモリ上には第８
図（イ）に示す如き画像情報が格納されたことになる。

続くステップ２０５においては、この画像情報の明暗の
強度、つまり６ビツトあるいは８ビツトの明１１９の階
調（６ビツトなら６４階調、８ビツトなら２５６階調）
を示すデータによる度数分布を計ｎする。画像が暗いと
きのデータは小さい値で、明るいときのデータは大きな
値で示されるとすると、画像を取り込んだときは、その
明るさは様々であるが、例えば、第９図に示Ｊ如き度数
分布について考えることにする。図において横軸は明暗
の度合であり、縦軸は対応する画素の個数（１度４であ
る。

例えば、データ１０の明るさを示づ画素数は１５個あり
、データ１６−２０の明るさを持つ画素数はそれぞれ４
個ずつ存在する。この場合、図から明らかな如く、暗い
方に分布が偏っていることから、入射光量が必要な光量
より少なく、画像が薄暗いと判断される。このようなと
きに画像を取り込んで画像認識を行っても明暗がはっき
りせず良好な検出精度が得られない。そこで、発光素子
１４の光量を増加して、適正な明暗のコントラストにさ
れた新たな画像を取り込めば良い。このため、続くステ
ップ２０６ないしステップ２０９の処理を行うのである
。

ステップ２０６においては、明暗分布の偏りを計搾し、
所定値以上が否かを判定する。例えば第９図において頻
度１５の所で横線を引き、頻度１５以上の部分の中心線
が真中より明暗いずれかに所定値以上偏っているか否か
を判定する。所定値以上偏っていたならば、ステップ２
０７へ移行し、所定値より小さければ、ステップ２１０
へ移行する。

ステップ２０７においては、明暗分布の正規化演算を行
う。つまり明暗いずれかに偏っているならば、分布は全
体に中心へ移動され、正規分布に近似させるための補正
量が演粋され、当該補正量に基づいて、必要とされる光
量が演算される。

続くステップ２０８においては、前述ステップ２０７に
てめられた光量に応じた制御信号が出１４ａ〜１４ｈか
ら照射される赤外光の光量は制ａｌｌされる。この制御
方式については後に詳しく述べることにする。

続くステップ２０９にてステップ２０４と同様に再び画
像取り込みの処理が行われる。この時、ステップ２０２
ど同様にして発光素子１４ａ〜１４１１の駆動方法の情
報をＲＡＭ１０５にストアする’ｏ’ｌ’ＪＩＩＯの度
数分布が変動するからである。この結果、明暗のくっき
りとした、適正なコントラストの画像が冑られる。

続くステップ２１０においては、停止信号が入力ボート
１０１から光学系１へ出力され、光学系１は停止され、
不必要な電力を消費しないようにしステップ２１１に移
行Ｊる。

ステップ２１１においては、ステップ２０４又は２０９
にて（９られ１＝画像情報の、いわゆる前処理のうちま
ず画像の強調を行う。画像の強調処理はエッチ強調とも
呼ばれる処理であり、その処理の一例を第１０図に示す
。縦３Ｘ横３の画素に関して、中心の画素の値ｐｉ　、
ｊととなり合う４つの画素の値ｐ＋−＋、ｊ　、Ｐｉ　
、ｊ−１、Ｐ　ｊ　＊　Ｊ　＋Ｉ、Ｐｉ＋４．ｊを加え
中心の画素の値ｐｉ　、ｊの４倍のｆｆｆｉを引き、当
該値を４で割り、当該値を新たな中心の画素ｔａＰｉ、
ｊとする。この演算を周縁の画素を除く全ての画素に対
して行う。これにより明暗部が強調され第８図（ロ）に
示す画像が得られステップ２１２へ移行する。

ステップ２１２においては、前述ステップ２１１にて得
られた画像を設定された値で２値化する処理が行われる
。ここで、２埴化の処理とは、画像が持つ濃淡、即ち６
ビツトあるいは８ビツトの階調の情報に対して、所定の
レベル（スレッショルドレベル）を設定して比較を行い
、上記レベルより；ｂ　ｓい部分を黒、即らｒＯＪレベ
ルに、上記レベルよりも淡い部分を白、即ち「１」レベ
ルに、截然と分離Ｊる処理である。、ｉｇＩ！い部分は
２次元固体撮像索子１２において電荷があまり蓄積され
なかった部分であり、淡い部分は電荷が充分になされた
部分である。こうして、画像は１．０レベルに分かれ、
第８図（ハ）に示ず如き画像が得られる。

尚、２値化された後の画像は、２値化の前記判定レベル
をどこに取るかで変化するが例えば液晶絞り素子を２次
元固体踊像素子１２上に設け、入射する光量を調節して
、運転者の顔を白レベルとし、費用を黒レベルとするよ
うな判定レベルを設定しておくことは容易である。

続くステップ２１３においては、前述ステップ２０７に
て２値化された画像の境界線を細線化する。この処理は
、第８図（ハ）における黒い部分の中心をめてゆくこと
により、容易に実現され、第８図（ニ）に示す如き画像
がＩＵられ、ステップ２１４へ移行する。

ステップ２１４においては、前述ステップ２１３にて得
られた画像に対し、画像の左上隅から横讐 方向にスキャニングを行い、画像の上Ｍにて図示する如
きＸが最小かつ接線の傾きが垂直である点の検出を行う
。この場合、縦方向にスキャニングしても良い。また、
赤外光を斜め上から照ＩＪ’Ｊ　＝する為、鼻の位置が
位置特定のためには一番良好であり、検出精度が高い。

また本実施例ではパターン認識のいわゆる形が何である
かの識別処理をする時間はなく、複雑なアルゴリズムは
処理時間との兼ね合いもあり採用されず、簡単な特徴抽
出が行われているが、所定の条件により、例えば、めが
ねがあるとか髪の毛が長いとかの条件で、複雑な特徴抽
出処理につづいて、識別処理を行っても良い。こうして
、運転者の画像から周囲とその性質を異にする部位（こ
の場合は鼻）を特異点として検出する。

続くステップ２１５においては、前記特異点の画像メモ
リ上の２次元座標Ｘ、ｚの値がめられる。この座標から
、車室内の目の３次元位置の座標をめる。即ち、光学系
１の位置が固定されていることから、予めＲＯＭ１０４
に格納された日本人の弁と目の距離の平均値に基づいて
演算し、目の位置の座標がめられる。

第１１図は、車室内の運転者の目の３次元位置を示して
いる。３０２ａは原点を表し、３０２ｂは移動後の目の
３次元的位置を表している。第１２図は演算処理後の画
像メモリのイメージ３００を表している。３０２Ｃは画
像上での原点であり、３０２ｄは画像メモリ上で、移動
した後の目の位置を示している。したがって３０２８と
３０２０゜３０２ｂと３０２ｄどはそれぞれ１対１に対
応している。

ここで、運転者２はステアリング３と運転席４とにより
、横方向、即ちｙ？！１１方向の動きが制限される、つ
まりｙ軸方向の動きが小さいものと考えられるため、中
心１ｉｉ６上を含み、座席を中心としＣ空間を左右に分
りる而（×−７平面）上にある、つまり運転席４の前後
、上下方向にのみ移動づるど児なり゛ことができる。し
たがって、演咋処理後の画像メモリのイメージ３００に
よる運転者２の目の位置３０２ｄはメモリの原点３０２
Ｃからの座標（Ｘ＋、Ｚ＋）でめられる／ｊめ、結局運
転者の目の３次元的位置ｐＨ（ｘ　、　０．　ｚ　）を
めることができる。

続くステップ２１６においては、前述ステップ２１５に
て得られた運転者の目の３次元位ＵＰＩ（ｘ　、　Ｏ，
ｚ　）と前回の処理にてめられた運転者の目の３次元位
置の座標Ｐ−（ｘ　−、Ｏ，ｚ　−）との距１１ｉｌＩ
ＩＰ−Ｐ−１、即ちｆｌＴ−■−丁Ｔｚ　−ｚ　’を演
算する。つまり、運転者２のＸＺ＼ 平面上での動きを演算する。

ステップ２１７においては、ＩＰ−Ｐ”ｌの値が、設定
値以上か否かを判定し、ＩＰ−ＰＭが設定値以上と判定
されたならば、ステップ２１３へ移行し、Ｉ　Ｐ−Ｐ−
１が設定値より小さいと判定されたならば、ステップ２
１９へ移行する。このステップは、目の位置が小刻みに
動くのにつれて、アクチュエータ・と車両装備が小刻み
に動くことににす、走行フィーリングが悪くなるのを防
止するため設ｋＪられている。

そして、Ｉ　Ｐ−Ｐ′ｌが設定値以上と判定されＩＣ場
合に処理されるステップ２１８においては、Ｐの伯に基
づいて、アクチュエータ１０８の駆動間を演算し、アク
チュエータ駆動開始路１０７を介して、出ツノボート１
０６からアクチュエータ１０８へ駆動信号が出力され、
アクチュエータ１０８が駆動され、ステップ２１９へ移
行する。

ステップ２１７にて、ＩＰ−Ｐ”ｌが設定値より小さく
アクチュエータ１０８を駆動する必要がない旨判定され
た場合、あるいは、ステップ２１８のアクチュエータ駆
動処理の後、処理が行われるステップ２１９においては
、ステップ２０１にて行われたと同様に、最終的に、処
理要求があるか否かを再び判定し、処理要求がある旨判
定された場合には、ステップ２０３に戻り、再度画像認
識のループ処理を行う。１回のループ処理にて、運転者
の３次元位置データが１つ演算され、当該潰砕値に基づ
いて運転者２の目の位置の動きを検出し目の位置の変化
に従って、アクチュエータが駆動される。こうして処理
要求がある限り、繰り返しループ処理が行われる。また
、処理要求がない旨判定された場合は、本ルーチンの処
理を終了づ゛る。

次に光学系の駆動例について説明する。

明るい環境下においては、光量が充分あるためその必要
がない。また、光量が多いため、いわゆるブルーミング
現象が発生する。そこで入射する光量を検出し、当量光
量を補正し、その補正（６）に応じて発光素子の駆動電
流を制御するようにしている。したがって、本実施例に
おいては発光素子１４ａと１４ｅのみを駆動する、又は
１４ａ、１４ｃ、１４ｅ及び１４ｏの４つを駆動する方
式あるいは全体の発光素子１４ａ〜１４ｈの駆動電流を
制御する方式を採用し、発光素子の明るさを制御してい
る。

第１３図は、本実施例に適用されるバックミラーとその
駆動機構を示す。バックミラーには、単モータ式のアク
チュエータが備えられている。このアクチュエータは、
小型直流モータ３２１と減速歯車及びクラッチを有する
ｍ構部３２２とを備え、ミラー３２０の背面に取り伺け
られたミラーブース３２４を水平方向及び垂直方向に角
度調整できるようにされている。またポジションセンサ
３２５．３２６により機構部３２２の位置を検出し、フ
ィードバック制御するよう構成されている。

そして、他の制御方式としては、ステップモータを使用
してオープンループ制御する方式あるいは、ＤＣサーボ
モータを使用してフィードバック制御する方式等がある
。このようなバックミラーを使用し、運転者２の目の位
置に応じて、そのアクチュエータを制御すればバックミ
ラーが駆動されミラーを動かず煩しさがなくなる。

以上詳述した如く、本実施例が構成されていることによ
り、運転中は、運転者２は、ステアリング３ど運転席４
によりｙ軸方向の動きが少なく、Ｘ−Ｚ平面上に運転者
２の位置がある、つまり運転席の前後・上下方向にのみ
移動すると見なすことができ、２次元面体踊像素子１２
を１個と複数個の発光素子１４とを用いるのみで運転者
の位置を３次元的に認識し得る。

の反射光を１つの２次元面体躍像素子（２次元ＣＯＤ＞
１２によって画像として検知し、該画像情報により運転
者の目の２次元位置を認識し、これより運転者の目の３
次元位置を認識している。このように、運転者の実際の
３次元位置を精度良く知ることができる。

しかも、車室内の明るさを問わず、常に鮮明なコン１−
ラストの画像を得ることができるため、ステップ２１１
にて画像の修正を省略できるため車両運転者の位置検出
のアルゴリズムの簡素化、演算の高速化、画像の検出精
度の向上を図ることが可能となる。

このため、ひとりひとり異なる運転者２の身長や運転者
２のＸ−Ｚ平面上での動きに左右されることなく、運転
者２の実際の３次元位置を正確に把握し、車室内の運転
者２の３次元位置に従って、アクチュエータを駆動でき
る。

例えば、フェンダミラー、ルームミラーの自動調整を行
い、調整の煩しさから開放することができる。運転者２
の位置へ空気調和装置のダンパを調整して空気調和装置
の吹出口を向けることにより冷暖房効果を促進すること
ができる。運転者２の周期的な運動を検出し居眠りと判
断し、光、音の刺激などで警報し、居眠り運転を防止で
きる。

＾の位置の検出から、脇見運転を防止できる。ダツシュ
ボード上部からフロントガラス下部に光を利用してスケ
ール表示させ、個人差に応じた路側検知を行うことがで
きる。運転者の個人差に合せてチルトハンドルの調整を
自動的に行い最適位置に設定できる。

このように個々の運転者に応じて良好な車両操作性、快
適性を実現することが可能となる。したがって、運転者
をこれらアクチュエータ操作の煩しさから解放するとい
った効果を秦づる。また、運転者の運転を監視する観点
から、安全運転を促進することが可能となる。

そして、２次元面体随像素子１２を用いているため、従
来の搬像管と較べて検出部を小型化することができ、可
動部がないため、耐振動性に優れてＪｊす、車両搭載用
として＾い信頼性を実現づることができる。

尚、本実施例にかかわらず、第７図の）Ｕ−チャートに
おいては、画像認識処理の要求信号は、ラフ１〜ウエア
タイマ又はハードウェアタイマにて設定時間ごとに発生
しても良い。つまりタイマ割込処理をしても良く、これ
により設定時間毎にアクチュエータの駆動ができ、目の
位置の動きに従った、アクチュエータの補正が可能とす
る。

また、赤外発光素子１４より赤外光を照射して運転者２
の上半身を含む画像をフリーズした時、何らかの理由、
例えば、運転者が車両の一時停止時に横を見るとか、運
転上の必要から背後を振り向いた時など、目の位置が検
出できなかったとすれば画像認識処理を保留するステッ
プを設けても良い。

そして、ステップ２０１の処理要求は、車速パルスが所
定値以上になるとか、二１−トラルスイッチがオノする
と開始するようにしても良い。停止信号等で一時停止中
に顔を動がしたりすることがあるからである。

また、赤外発光ダイオードの発光時間を連続としても良
く、発光・受光のタイミングをとる必要がない。又運転
者がまぶしさを感じない範囲で可視光を用いても良い。

次に制御手段の他の例である駆動回路４００について説
明する。この駆動回路４００を第１４図に示１０図にお
いて、４１１は出力ボート１０６に備えられたＤ／Ａ変
換器４１２ａ〜４１２ｈと前述実施例のＣＰＵ１０２と
を接続するパスライン、４１３はＤ／Ａ変換器４１２ａ
　〜４１２ｈと接続されたトランジスタアレイ（又はア
ンプでも良い。）、４１４ａは〜４１４ｈは赤外発光素
子であり、その一端はトランジスタアレイ４１３と接続
され、他端は、抵抗アレイ４１５と接続されている。こ
の駆動回路４００の作動を説明する。

まず、処理が開始されると、ＲＡＭ１０５にストアされ
ている発光素子４１４ａ〜４１４ｔ＋の駆動方法の情報
をＣＰＵ１０２が読み出し、Ｄ／△変換器４１２ａ〜４
１２ｈにディジタル信号として出力する。Ｄ／△変換器
４１２ａ〜４１２ｈにてディジタル値からアナログ値に
変換された信号は発光素子４１４ａ〜４１４ｈの駆動電
流の制御信号となり、それぞれ発光素子４１４ａ〜４１
４ｈ＠駆動する。４１５は発光素子４１４ａ〜４１４ｈ
の電流制限用の抵抗アレイである。発光素子４１４ａ〜
４１４ｈを過電流から保護し、抵抗アレイ４１５の損傷
を防止するために設けられている。

次に、ステップ２０５ないしステップ２０９のラフ１〜
ウエア処理をハードウェアで実用する方式について説明
する。この方式は、第６図において入力ボート１０１と
ＣＰＵ１０２とにパスラインを介して接続された複数個
のカウンタを設けたものである。入力ボート１０１から
の信号より明暗分布の計輝をカウンタにより行い、その
後ＣＰＵ１０２に計界結果を出力する。これにより高速
な演樟が可能となる。

また、後部座席が暗い場合は、例えばエリアセン（）−
を用いて、横方向に対しての度数分布を取り、簡単な比
較を行ったのち、８佃ある発光素子の内、半分だけ光量
を増加させ、画像を明るくしても良い。つまり実施例の
如く、画像の画素の縦、横全体のデータを全部検出せず
、５１２Ｘ４００個ある画素のうち、画素を所定個、次
にはまた所定個、横軸に横のエリアを取ることにより暗
い場所を検出しても良く、明暗の分布を広い意味で捉え
ることができる。

次に発光手段として赤外ストロボを使用する発光手段の
他の例について説明する。

第１５図（イ）は赤外ストロボ５０５の側面図であるが
、５５０は赤外発光体、５５１は赤外光を広く運転者２
に照射する為のレンズ、５５３は赤外光を透過し可視光
を通さない赤外フィルタ、５５５はケース、５５７はレ
ンズ５５１とフィルタ５５３をケースに固定するインナ
を各々表している。赤外ストロボ５０５はインストルメ
ントパネル５０４ａのほぼ中心にボルト５５８ａ、ナツ
ト５５８　ｌ＋により固定されている。

また赤外発光体５５０の発光スペクトルを第１５図（ロ
）に示したが、一般に赤外光発光体といえども可視光領
域にもかなりの発光スペクトルを有するので、赤外フィ
ルタ５５３によって波長８００ｒｖ以下の光はカットし
、赤外光のみを運転者２の上半身に照ＩＪＪするように
栴成しである。本実施例によれば運転者は赤外ストロボ
５０５が発光してもまぶしさを感じることもなく、また
画像が外乱の影響を受けることもないといった効果があ
る。

尚、本発明の要旨を変更しない範囲で次のように、他の
構成を用いることもできる。

即ら、発光手段、画像検出手段は運転者のム上以外に設
置しても良く、運転者の上半身を身近にとらえる位置、
例えば車両の右上に設けても良い。

また発光手段は、発光素子がレンズ付きで照射範囲の設
定された光ビーム（例えば照射範囲は６０°）を持つ素
子、あるいは通常の広角な光ビームを持つ発光素子上に
、小型レンズを装置し、やや平行なビーム（照射範囲は
１０°）とし画像の悪疫を高めるようにしても良い。尚
、照射範囲の角度は適宜補正され得る。

イして、画像検出手段の一部に用いた固体撮像素子とし
て用いられた、電荷結合素子（ＣＯＤ）のかわりにフォ
トダイオードアレイの出力を、ＭＯＳトランジスタを切
換えて読み出すＭＯＳ型の固体Ｒ像素子を用いても良い
。ＭＯＳ型の固体撮像索子は画像の読み出し回路が簡単
なので、画像信号制御回路を簡単・小型化することがで
きる。

また、認識手段にて行われるパターン認識の処理として
は、２値化の処理のかわりに微分処理を行い、顔面の輪
郭線をめ、この輪郭線から目の位置をめても良い。また
、顔面の２次元画像を白と黒の間部分、間部分に分（）
、そこから目の位置をめても良い。つまり、画像を水平
に走査してゆき最初白ですぐ黒の存在覆る所を２ケ所検
出し、検出された位置を目の位置として特定も良い。

更に、目の位置を■■る場合に、目の位置の座標により
表現するのではなく、運転者の口、あるいは肩の部分を
検出して、この座標で表現しても良い。更に、座標表現
の型式として、光学系１から見た座標位置ではなく、例
えば、バックミラーの位置を原点とする極座標の形式に
より表現し、位置を認識しても良い。ハックミラーの角
度を調整するような場合には、演算が簡素化され、特に
有効だからである。

［発明の効果］ 本発明に係る車両運転者位置認識装置は、車両運転者に
光を照射する発光手段と、 運転席を中心として斜め前方に配置され、前記発光手段
の照射による前記車両運転者からの反射光を画像情報と
して検知する画像検出手段と、前記反射光の強度に基づ
いて前記発光手段から照射する先の光量を制御する制御
信号を出力すると」（に、前記車両運転者の位置が、運
転席の前後・上下方向にのみ移動ジ°ると児なすことに
より、１１４記画像検出手段にて検知された２次元画像
に基づいで、ｉ１ｉ室内における車両運転者の３次元位
置を認識する認識手段と 前記認識手段から前記制御信号を入力し、前記発光手段
の光量制御を行う制御手段とを備えている。

このため運転者の個人差、あるいは前記面上の運転者の
ｆＪＪきに応じて運転者の実際の３次元位置を精度良り
認識し１ｑる。しかも、車室内の明るさを問わず、常に
鮮明なコントラストの画像を得ることができるため、車
両運転者の位置検出のアルゴリズムの簡素化、演算の高
速化、画像の検出精度の向上を図ることが可能となる。

このことから、車両装備の位置を好適な位置に移動操作
できる。

つまり良好な車両操作性、快適性が実現し１ηる。

したがって、運転者は、より一層安全運転を確保するこ
とが可能となる。また装置が簡単であり故障が少ないと
いった副次的効果もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の基本的構成図、第２図は実施例の自動
車への取（ｑ位置を示す取付位置正面図、第３図は同じ
く取付位置正面図、第４図は実施例の光学系の正面図、
第５図はそのＸ−Ｘ断面図、第６図は実施例の概略系統
図、第７図は制御プログラムのフローチャート、第８図
くイ）、（ロ）、（ハ）及び（ニ）は画像処１里の一例
を示１説明図、第９図は画像の明暗分布の一例を示すグ
ラフ、第１０図は画素の階調をめる処理を示す説明図、
第１１図、第１２図は画像のメモリ内の運転者の目の位
置の動きの一例を示Ｊ′説明図、第１３図は実施例に適
用されるアクチュエータの一例としてのフェンダミラー
の構成図、第１４図は発光素子の駆動回路を示す構成図
、第１５図（イ）は赤外ストロボの部分断面図、第１５
図（ロ）は赤外発光体の発光スペクトルを示すグラフを
夫々表す。 １・・・光学系 ２・・・運転者 ３・・・ステアリング ４・・・運転席 ５・・・中心線 １２・・・２次元固体撮像素子 １４ａ〜１４１１・・・発光素子 １６・・・光学系ＩＩＩ御回路 １００・・・演算制御回路 １０４・・・ＲＯＭ １０５・・・ＲＡＭ 代理人　弁理士　定立　勉 はか１名 第１図 一：で°１２１ｍ 第３［１ ？？“Ｓ８図 （イ） 第８図 （ハ） 第９図 Ｂａ　−Ｅ３目七１ご−−−−−シＢ月第１０図 第１１図 第１２図 第１３図 第１４１：Ｊ ００ ［−−−−−−−−−＝’−＋ ■ 第１５図 （イ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、車両運転者に光を照射する発光手段と、運転席を中
   心として斜め前方に配置され、前記発光手段の照射によ
   る前記車両運転者からの反射光を画像情報として検知す
   る画像検出手段と、前記反射光の強度に基づいて前記発
   光手段から照射する光の光量を制御する制御信号を出力
   すると共に、前記車両運転者の位置が、運転席の前後・
   、Ｅ下方向にのみ移動すると見なすことにより、前記画
   像検出手段にて検知された２次元画像に垂づいて、車室
   内における車両運転者の３次元位置を認識する認識手段
   と、 前記認識手段から前記制御信号を入力し、前記発光手段
   の光蚤制御を行う制御手段と、を備えたことを特徴とす
   る車両運転者位置認識装置。 ２、前記画像検出手段は、１個の２次元固体撮像素子を
   右する特許請求の範囲第１項記載の車両運転者位置認識
   装置。 ３、前記発光手段は、前記２次元固体県像素子と近接配
   置された赤外発光素子である特許請求の範囲第２項に記
   載の車両運転者位置認識装置。 ４　前記制御手段は、前記車両運転者の３次元位置の認
   識が開始される前に、前記２次元画像の明暗の強度分布
   を検出し、当該強度分布を正規弁１５に補正することに
   より決定された制御信号を前記制御手段に出力する回路
   を有する特許請求の範囲第３項に記載の車両運転者位置
   認識装置。