JP4157935B2 - 乗員の顔面検知装置 - Google Patents
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Description
また、人を検出する温度しきい値を固定値幅にした場合、現実には周囲環境による熱負荷の影響や個人差により、体表面温度は大きく変動するため、正確に人の体表面積を検出することは、低検出分解能の赤外線センサでは困難である。
加えて、車内周囲の温度環境状態が人の検出温度と差異がない場合、人の検出温度からフィードバック補正をかけるとしても、補正幅を広げ過ぎると正確に面積・位置を検出することが困難になる。
図1は実施例の乗員の顔面検知装置のブロック図である。図2は実施例の乗員の顔面検知装置の重量センサ・圧力センサの設置例を示す説明図である。図3は実施例の乗員の顔面検知装置の分布型赤外線センサの設置例を示す説明図である。
実施例の乗員の顔面検知装置1は、センサ制御部2、乗員検知制御部3、分布型赤外線センサ4、シートベルトスイッチ51、シートベルト張力センサ52、圧力センサ61、重量センサ62、エアコン制御部71、エアバッグ制御部72、オーディオ制御部73を主要な構成にしている。
センサ制御部2(判定手段、顔面積算出手段、補正手段に相当する)は、分布型赤外線センサ4からの入力処理、入力された温度分布画像のデータ処理、処理結果のエアコン制御部71、エアバッグ制御部72、オーディオ制御部73への出力を行う。
また、センサ制御部2におけるデータ処理においては、乗員検知制御部3からのデータを基にして行う補正が含まれる。
分布型赤外線センサ4は、赤外線センサを面状に複数配列したもので、画像状に温度分布データを出力するものである。よって、配列される赤外線センサの数により、温度分布画像の解像度が決まるものである。
この分布型赤外線センサ4は、本実施例では、図3(d)に示すようにピラー近傍部に設置し、個別に設置した各分布型赤外線センサ4で各乗員を検出する。
シートベルトスイッチ51(乗員検知制御部3と共に乗員有無検出手段に相当する)は、乗員がシートベルトのタングプレートをバックルに着脱させるのを検出するものである。
シートベルト張力センサ52(乗員検知制御部3と共に距離検出手段及び顔面位置推定手段に相当する)は、シートベルトが乗員に装着された際のベルト53の張力を検出するものである。
重量センサ62(乗員検知制御部3と共に体格検出手段、距離検出手段、顔面位置検出手段に相当する)は、シートの着座部81の内部の前方左右、後方左右の4つのセンサによって、乗員の体重による重量とその配分を検出する。
エアコン制御部71は、センサ制御部2からの出力結果に応じて、エアコンの吹出し方向、吹出し強さなどを調節する。
エアバッグ制御部72は、センサ制御部2からの出力結果に応じて、エアバッグ72の噴出方向あるいは、噴出高さなどを調節する。
オーディオ制御部73は、センサ制御部2からの出力結果に応じて、左右前後の音量配分や、音質効果などを調整する。
[顔面検出処理の流れ]
図4は実施例のセンサ制御部2で実行される顔面検出処理の流れを示すフローチャートで、以下、各ステップについて説明する。
図5は実施例の乗員検知制御部3で実行される面積しきい値補正処理の流れを示すフローチャートで、以下、各ステップについて説明する。
温度分布からの乗員の顔面の検知の困難性について、ここで説明しておく。
乗員を含む車内を分布型赤外線センサ4で温度分布の画像を検出する場合、車内の雰囲気温度と乗員の温度の差が大きく、差異がはっきりする場合には、図7(a)に示すように比較的容易に乗員の判定を行うことができる。
この場合には、解像度を落としても、乗員の検出が容易である。
これに対して、本実施例では、面積しきい値を用いることにより、確実な判定と検出が行える。
〈1〉乗員が通常に着座する場合
実施例の乗員の顔面検知装置1を車載する車両に乗員が乗り込んだ場合、車両のイグニッションONにより、分布型赤外線センサ4によって、その乗員の少なくとも顔面を含む温度分布画像91がステップS102の処理で、取り込まれる。
取り込まれた画像91は、ステップS106の処理により車内雰囲気温度を考慮したしきい値Aにより2値化され図6(a)に示すように顔面ラベル部分91bとして割り当てられる。このしきい値Aにより割り当てた顔面ラベル部分91bは、おおまかなものであり、後に述べるような正確なものではないが乗員の有無の判断はできるものである。よって、ステップS108の処理により、しきい値Aにより割り当てた顔面ラベル部分91bの面積値を算出し、初期設定の面積しきい値Bに範囲を考慮したB±βの範囲内に入らなければ乗員が「不在」と判断する。
また、乗員の不在は、シートベルトスイッチ51、重量センサ62からも判断される。
乗員がいる「在」の場合には、B±βの範囲内となり、さらに正確な検知処理へ移行する。
さらに、シートの着座部81に設けた重量センサ62は、図1に示すように4つのセンサにより構成されるため、乗員の重量が前後左右にどのように加わっているかが検出される。また、さらにシートの背もたれ部82の左右に設けた圧力センサ61によって、シートに深く背をあずけるように座っているか、浅く座っているかが検出される。
このようにして乗員の着座姿勢、頭部サイズを推定したならば、その乗員の顔面を含むように検出を行う分布型赤外線センサ4と、顔面までの距離を着座姿勢、体格から推定される頭部の位置から推定し、顔面の大きさをそれに合わせるようにして面積しきい値Cを設定する。
この補正の様子をより詳細に説明すると、図6(a)のように初期のしきい値Aでは、温度判定による顔面と判断される範囲91b(顔面ラベルとラベリングされる範囲)が正確な値とならない。これに対して、乗員の着座姿勢、体格、距離から判断される図6(b)に点線で示す範囲93に近づけるように、ステップS119,S120の処理によりしきい値Aが変更され、図6(b)に示すような正確な面積(顔面ラベル部分92b)が判定されることとなる。
エアコン制御部71、エアバッグ制御部72、オーディオ制御部73では、乗員の顔面の位置や向き等の正確な情報を得ることにより、エアコンの送風の向きや強さ、エアバッグ72の射出方向あるいは高さ、オーディオのモード、音量の配分等の制御をより乗員にあったものにできることとなる。
本実施例の乗員の顔面検知装置は、図7(a),(b)に示すような場合であっても正確に顔面の検知が行えることから、分布型赤外線センサ4の解像度を低下させても、検知の確実性を維持しやすい。よって、比較的解像度の低い分布型赤外線センサを用いて、乗員の顔面の位置・面積を安定して検出することになり、コストを抑制する。
例として乗員が子供である場合を挙げる。
乗員が子供である場合、重量センサ62で検知される重量が小さいため、ステップS202,S203で体格が小さいと判定され小さい頭サイズと推定される。
よって、子供の頭が小さいこと、位置が大人より小さいことは確実に考慮されることになる。このことは顔面の大きさとして出力されるが、別に出力するようにしてもよい。エアコン制御部71・エアバッグ制御部72・オーディオ制御部73で顔面の大きさ、あるいは別の情報により、子供と認識されることは、より安全な使用、より乗員にやさしい制御ができることになる。
さらに、例として乗員が前かがみな姿勢である場合、シートの背もたれに設置される圧力センサ61が乗員の背の圧力を感知しなくなるとともに、シートベルト張力センサ52が張力の大きいことを検出する。これにより、乗員が前かがみな姿勢にしていることが確実に検出される。このように、乗員の姿勢は確実に検出され、正確に顔面の検知が行われる。
実施例の乗員の顔面検知装置1にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。
また、本実施例の乗員の顔面検知装置による正確な顔面検知は、分布型赤外線センサの解像度を比較的低下させても、その正確性を保ちやすいため、分布型赤外線センサを比較的安価なものにできコストの抑制が行える。
2 センサ制御部
3 乗員検知制御部
4 分布型赤外線センサ
51 シートベルトスイッチ
52 シートベルト張力センサ
53 (シートベルトの)ベルト
61 圧力センサ
62 重量センサ
71 エアコン制御部
72 エアバッグ制御部
73 オーディオ制御部
81 (シートの)着座部
82 (シートの)背もたれ部
91 温度分布画像
91a 顔面レベル部分を示す境界線
92a (補正した)顔面レベル部分を示す境界線
92b 顔面レベル部分
93 面積しきい値に相当な範囲を示す境界線
h 乗員
h1 (乗員の)顔面部
C 車室内
Claims (5)
- 少なくとも乗員の顔面部を含む車内の温度分布を面で検出する分布型赤外線センサと、
車内座席における乗員の有無を検出する乗員有無検出手段と、
乗員の体格を検出する体格検出手段と、
を備えた乗員の顔面検知装置であって、
前記分布型赤外線センサによる面の温度分布に対して温度しきい値により画像を切り出すようにして少なくとも乗員の顔面部の位置・面積の判定を行う判定手段と、
前記体格検出手段による乗員の体格から乗員の顔面の面積を推定し、前記面の温度分布上の顔面面積に相当する面積しきい値を算出する顔面積算出手段を設け、
前記面積しきい値に判定する乗員の顔面部の面積を近づけるよう判定手段が用いる温度しきい値を補正する補正手段を設けた、
ことを特徴とする乗員の顔面検知装置。 - 請求項1に記載された乗員の顔面検知装置において、
前記体格検出手段が、各座席の重量を検出するものであることを、
特徴とする乗員の顔面検知装置。 - 請求項1または請求項2に記載された乗員の顔面検知装置において、
乗員の着座姿勢を検出して乗員の顔面から前記分布型赤外線センサまでの距離を算出する距離検出手段を設け、
顔面積算出手段が距離を考慮して面積しきい値を算出するようにしたことを特徴とする乗員の顔面検知装置。 - 請求項3に記載された乗員の顔面検知装置において、
乗員の着座姿勢から乗員の顔面部の位置を推定する顔面位置推定手段を設け、
顔面積算出手段が、前記面の温度分布上の前記面積しきい値が位置を考慮したものとすることを特徴とする乗員の顔面検知装置。 - 請求項3又は請求項4に記載された乗員の顔面検知装置において、
着座姿勢は、座席への乗員の背面圧力から検知するものであることを特徴とする乗員の顔面検知装置。
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