JP4535139B2 - 乗員検知装置 - Google Patents

Description

本発明は、乗員検知装置に係り、特に、車両用シートに着座した乗員の位置を検出する乗員検知装置に関する。

従来、車両用シートに着座した乗員の位置を検出する乗員検知装置の一例が開示されている（特許文献１）。

図８に示される如く、この乗員検知装置では、フロントシート１００に着座した乗員を撮影し、第１の画像及び第２の画像を生成する一対のカメラ１０２、１０４を有しており、これらのカメラ１０２、１０４が接続された距離測定装置により、カメラ１０２、１０４から乗員までの距離を測定するようになっている。
特開平１１−１５９８０号公報

しかしながら、このような乗員検知装置では、一対のカメラ１０２、１０４を使用するため、カメラ１０２とカメラ１０４との位置関係、即ち、カメラ１０２の光軸とカメラ１０４の光軸との相対位置の管理、及び各カメラ１０２、１０４の光軸と車体との位置関係の管理が、距離測定性能に影響するため、各カメラ１０２、１０４の車両への取付けが煩雑となり、製造コストが高くなる。また、センサ等の他の部品に比べて高価なカメラを２台使用するため、この点においてもコストが大幅に高くなる。

本発明は上記事実を考慮し、１台のカメラで乗員の位置を検出できる乗員検知装置を得ることが目的である。

請求項１記載の本発明の乗員検知装置は、シートに着座した乗員の頭部を撮影する１台のカメラと、ヘッドレストに設けられ、前記乗員頭部を検知する頭部検知手段と、前記頭部検知手段からの信号により、前記乗員頭部が前記ヘッドレストから所定の距離内にあると判定した場合に、撮影した前記カメラによる撮像データに基いて前記乗員頭部の基準位置における基準寸法を決定すると共に、前記乗員頭部が前記ヘッドレストから所定の距離内にないと判定した場合には、前記基準寸法と、前記カメラによる撮像データの前記乗員頭部の寸法との比較から前記乗員頭部の位置を算出する位置算出手段と、を備えたことを特徴とする。

従って、位置算出手段は、ヘッドレストに設けられ、乗員頭部を検知する頭部検知手段からの信号により、乗員頭部がヘッドレストから所定の距離内にあると判定した場合に、シートに着座した乗員頭部を１台のカメラにより撮影した撮像データに基いて、乗員頭部の基準位置における基準寸法を決定すると共に、乗員頭部がヘッドレストから所定の距離内にないと判定した場合には、基準寸法と、１台のカメラによる撮像データの乗員頭部の寸法との比較から乗員の位置を算出する。この結果、１台のカメラで乗員の位置を検出できると共に、乗員頭部がヘッドレストに当接していない場合においても、乗員頭部を確実に検知できる。

請求項２記載の本発明の乗員検知装置は、シートに着座した乗員の頭部を撮影する１台のカメラと、前記シートの前後方向の位置と、前記シートのシートバックの角度を検知するシートポジション検知手段と、前記シートバックの上部あるいはヘッドレストに設けられ、前記乗員頭部を検知する頭部検知手段と、前記頭部検知手段からの信号により、前記乗員頭部が前記頭部検知手段から所定の距離内にあると判定した場合に、前記シートポジション検知手段による検出結果に基づいて前記乗員頭部の基準位置を求め、前記カメラによる撮像データに基いて前記乗員頭部の基準位置における基準寸法を決定すると共に、前記乗員頭部が前記頭部検知手段から所定の距離内にないと判定した場合には、前記カメラによる撮像データの前記乗員頭部の寸法と前記基準寸法との差から前記乗員頭部の位置を算出する位置算出手段と、を備えたことを特徴とする。

従って、位置算出手段は、シートバックの上部あるいはヘッドレストに設けられ乗員の頭部を検知する頭部検知手段からの信号により、乗員頭部が頭部検知手段から所定の距離内にあると判定した場合に、シートポジション検知手段による検出結果に基づいて乗員頭部の基準位置を求め、１台のカメラによる撮像データに基いて乗員頭部の基準位置における基準寸法を決定すると共に、乗員頭部が前記頭部検知手段から所定の距離内にないと判定した場合には、１台のカメラによる撮像データの乗員頭部の寸法と基準寸法との差から乗員の頭部位置を算出する。この結果、１台のカメラで乗員頭部の位置を検出できると共に、乗員頭部がヘッドレストに当接していない場合においても、乗員頭部を確実に検知できる。

請求項３記載の本発明は、請求項１又は請求項２に記載の乗員検知装置において、前記頭部検知手段は、前記乗員の頭部が所定の距離内にあるか否かを検知する近接センサであることを特徴とする。

従って、請求項１又は請求項２に記載の内容に加えて、乗員の頭部が所定の距離内にあるか否かを検知する近接センサを頭部検知手段とするため、乗員の頭部が頭部検知手段に当接していない場合においても、乗員の頭部を確実に検知できる。

請求項１記載の本発明の乗員検知装置は、シートに着座した乗員の頭部を撮影する１台のカメラと、ヘッドレストに設けられ、乗員頭部を検知する頭部検知手段と、頭部検知手段からの信号により、乗員頭部がヘッドレストから所定の距離内にあると判定した場合に、撮影したカメラによる撮像データに基いて乗員頭部の基準位置における基準寸法を決定すると共に、乗員頭部がヘッドレストから所定の距離内にないと判定した場合には、基準寸法と、カメラによる撮像データの乗員頭部の寸法との比較から乗員頭部の位置を算出する位置算出手段と、を備えたため、１台のカメラで乗員の位置を検出できると共に、乗員頭部がヘッドレストに当接していない場合においても、乗員頭部を確実に検知できるという優れた効果を有する。

請求項２記載の本発明の乗員検知装置は、シートに着座した乗員の頭部を撮影する１台のカメラと、シートの前後方向の位置と、シートのシートバックの角度を検知するシートポジション検知手段と、シートバックの上部あるいはヘッドレストに設けられ、乗員頭部を検知する頭部検知手段と、頭部検知手段からの信号により、乗員頭部が頭部検知手段から所定の距離内にあると判定した場合に、シートポジション検知手段による検出結果に基づいて乗員頭部の基準位置を求め、カメラによる撮像データに基いて乗員頭部の基準位置における基準寸法を決定すると共に、乗員頭部が頭部検知手段から所定の距離内にないと判定した場合には、カメラによる撮像データの乗員頭部の寸法と基準寸法との差から乗員頭部の位置を算出する位置算出手段と、を備えたため、１台のカメラで乗員頭部の位置を検出できるとと共に、乗員頭部がヘッドレストに当接していない場合においても、乗員頭部を確実に検知できるいう優れた効果を有する。

請求項３記載の本発明は、請求項１又は請求項２に記載の乗員検知装置において、頭部検知手段は、乗員の頭部が所定の距離内にあるか否かを検知する近接センサであるため、請求項１又は請求項２に記載の効果に加えて、乗員の頭部を確実に検知できるという優れた効果を有する。

本発明の乗員検知装置の第１実施形態を図１〜図４に従って説明する。

なお、図中矢印ＦＲは車両前方方向を、矢印ＵＰは車両上方方向を、矢印ＩＮは車幅内側方向を示す。

図１に示される如く、本実施形態の乗員検知装置１０は１台のカメラ１２を備えており、このカメラ１２は、インストルメントパネル１４の上部における乗員１８の頭部１９の正面に配設されている。また、カメラ１２の画角中心軸Ｋは、助手席１６に着座した乗員１８の頭部１９方向に向けられており、カメラ１２は、位置算出手段としての制御回路２０に接続されている。

助手席１６のシートクッションフレーム２１には、シートポジション検知手段を構成するシートスライドセンサ２２が配設されており、助手席１６の前後方向の位置を検知するようになっている。また、シートクッション２４とシートバック２６との連結部には、シートポジション検知手段を構成するシートバック角度センサ２８が配設されており、シートバック２６の傾斜角度を検知するようになっている。更に、シートバック２６の上部に配設されたヘッドレスト３０内には、頭部検知手段としての近接センサ３２が配設されている。この近接センサ３２は、例えば、静電容量センサで構成されており、乗員頭部１９が所定の距離内、例えば、ヘッドレスト３０に当接しているか、或いは接近しているか否かを検知できるようになっている。

シートスライドセンサ２２、シートバック角度センサ２８及び近接センサ３２は、制御回路２０に接続されており、制御回路２０は、カメラ１２、シートスライドセンサ２２、シートバック角度センサ２８及び近接センサ３２からの情報に基いて、例えば、インストルメントパネル１４に配設された助手席用エアバッグ装置４０を制御するようになっている。

次に、本実施形態の作用を説明する。

本実施形態では、制御回路２０は、近接センサ３２からの信号により、乗員頭部１９が所定の距離内、例えば、ヘッドレスト３０に当接しているか、或いは接近していると判定した場合に、その時の、シートスライドセンサ２２からの信号に基いて助手席１６の前後方向の位置を演算すると共に、シートバック角度センサ２８からの信号に基いてシートバック２６の傾斜角度を演算する。更に、その時の、カメラ１２による撮像データを乗員頭部１９の基準位置における基準寸法として記憶する。

図３に示される如く、乗員頭部１９の基準位置における基準寸法Ｄ１（ｐｉｘｅｌ）は、画面の横方向サイズＷ（ｐｉｘｅｌ）の撮像データＳ１における乗員頭部１９、特に、顔面の輪郭である丸形状を画像認識し、その丸形状の車幅方向の長さを基準寸法Ｄ１としている。

また、制御回路２０は、この基準寸法Ｄ１と、カメラ１２による撮像データの乗員頭部１９の寸法との比較から乗員頭部の位置を算出する。

即ち、図１に二点鎖線で示すように、乗員１８が前かがみになり、図４に示される如く、カメラ１２による撮像データＳ２の乗員頭部１９の計測寸法Ｄ２（ｐｉｘｅｌ）が基準寸法Ｄ１に対して変化した場合には、制御回路２０は基準寸法Ｄ１と計測寸法Ｄ２とを比較する。

この時、乗員頭部１９の位置は、図２に実線で示す車両後方側の基準位置から、二点鎖線で示す車両前方側の計測位置に移動しているため、基準寸法Ｄ１、計測寸法Ｄ２、基準寸法Ｄ１決定時のインストルメントパネル１４と乗員頭部１９との距離Ｌ１（ｍｍ）及び計測寸法Ｄ２測定時のインストルメントパネル１４と乗員頭部１９との距離Ｌ２（ｍｍ）との間には、
Ｌ２＝（Ｄ１／Ｗ）／（Ｄ２／Ｗ）・Ｌ１＝（Ｄ１／Ｄ２）・Ｌ１
の関係があり、この式から制御回路２０は、計測寸法Ｄ２測定時のインストルメントパネル１４と乗員頭部１９との距離Ｌ２を演算する。

そして、計測寸法Ｄ２測定時のインストルメントパネル１４と乗員頭部１９との距離Ｌ２が、所定の距離より短い場合、即ち、インストルメントパネル１４に配設された助手席用エアバッグ装置４０と乗員頭部１９とが接近している場合には、例えば、助手席用エアバッグ装置４０の作動を禁止する。

従って、本実施形態では、１台のカメラで乗員頭部１９の位置を検出できる。このため、２台のカメラを使用する従来技術のように、カメラ間の光軸の管理が必要無く、カメラの車両への取付けが容易となり、製造コストを低減できると共に、センサ等の他の部品に比べて高価なカメラが１台で良いため、この点においてもコストを大幅に低減できる。

また、本実施形態では、前記乗員の頭部が所定の距離内にあるか否かを検知する近接センサ３２を頭部検知手段とするため、乗員頭部１９がヘッドレスト３０に当接していない場合においても、乗員頭部１９を確実に検知できる。

また、本実施形態では、乗員頭部１９の基準位置における基準寸法Ｄ１を、画面の横方向サイズＷの撮像データＳ１における乗員頭部１９、特に、顔面の輪郭である丸形状を画像認識し、その丸形状の車幅方向の長さを基準寸法Ｄ１としている。このため、髪の毛の影響等を受ける顔面の輪郭における車両上下方向の長さに比べて、基準寸法Ｄ１及び計測寸法Ｄ２を正確に測定できる。

次に、本発明に係る乗員検知装置の第２実施形態を図５〜図７に従って説明する。

なお、第１実施形態と同一部材は、同一符号を付してその説明を省略する。

図５に示される如く、本実施形態では、カメラ１２が、インストルメントパネル１４の上部における車幅方向中央部１４Ａよりに配設されており、乗員頭部１９を斜め車幅方向内側前方から撮影するようになっている。

次に、本実施形態の作用を説明する。

本実施形態では、第１実施形態と同様に、制御回路２０は、近接センサ３２からの信号により、乗員頭部１９が所定の距離内、例えば、ヘッドレスト３０に当接しているか、或いは接近していると判定した場合に、その時の、シートスライドセンサ２２からの信号に基いて助手席１６の前後方向の位置を演算すると共に、シートバック角度センサ２８からの信号に基いてシートバック２６の傾斜角度を演算する。更に、その時の、カメラ１２による撮像データを乗員頭部１９の基準位置における基準寸法として記憶する。

図６に示される如く、カメラ１２により、車幅方向内側前方から撮影した乗員頭部１９の基準位置における基準寸法Ｄ３（ｐｉｘｅｌ）は、画面の横方向サイズＷ（ｐｉｘｅｌ）の撮像データＳ３における乗員頭部１９、特に、顔面の輪郭である丸形状を画像認識し、その丸形状の車幅方向の長さを基準寸法Ｄ３としている。

また、制御回路２０は、この基準寸法Ｄ３と、カメラ１２による撮像データの乗員頭部１９の寸法との比較から乗員頭部の位置を算出する。

即ち、図５に二点鎖線で示すように、乗員頭部１９が前方へ移動し、図７に示される如く、カメラ１２による撮像データＳ４の乗員頭部１９の計測寸法Ｄ４（ｐｉｘｅｌ）が基準寸法Ｄ３に対して変化した場合には、制御回路２０は基準寸法Ｄ３と計測寸法Ｄ４とを比較する。

この時、乗員頭部１９の位置は、図５に実線で示す車両後方側の基準位置から、二点鎖線で示す車両前方側の計測位置に移動しているため、基準寸法Ｄ３、計測寸法Ｄ４、基準寸法Ｄ３決定時のインストルメントパネル１４と乗員頭部１９との距離Ｌ３（ｍｍ）、計測寸法Ｄ４測定時のインストルメントパネル１４と乗員頭部１９との距離Ｌ４（ｍｍ）、基準寸法Ｄ３決定時のカメラ１２と乗員頭部１９との距離Ｙ１（ｍｍ）、計測寸法Ｄ４測定時のカメラ１２と乗員頭部１９との距離Ｙ２（ｍｍ）、カメラ１２の画角中心軸Ｋの車両前後方向に対する傾斜角度θ、及び計測寸法Ｄ４測定時の乗員頭部１９からカメラの画角中心軸Ｋまでの距離Ｂ（画面中心より右側を正とする）（ｍｍ）との間には、
Ｙ１＝Ｌ３・ｃｏｓθ
Ｙ２＝（Ｄ３／Ｄ４）・Ｙ１
Ｌ４＝Ｙ２・ｃｏｓθ−Ｂ・ｓｉｎθ
＝｛（Ｄ３／Ｄ４）・Ｙ１｝・ｃｏｓθ−Ｂ・ｓｉｎθ
の関係があり、この式から制御回路２０は、計測寸法Ｄ４測定時のインストルメントパネル１４と乗員頭部１９との距離Ｌ４を演算する。

そして、計測寸法Ｄ４測定時のインストルメントパネル１４と乗員頭部１９との距離Ｌ４が、所定の距離より短い場合、即ち、インストルメントパネル１４に配設された助手席用エアバッグ装置４０と乗員頭部１９が接近している場合には、例えば、助手席用エアバッグ装置４０の作動を禁止する。

従って、本実施形態では、１台のカメラで乗員頭部１９の位置を検出できる。このため、２台のカメラを使用する従来技術のように、カメラ間の光軸の管理が必要無く、カメラの車両への取付けが容易となり、製造コストを低減できると共に、センサ等の他の部品に比べて高価なカメラが１台で良いため、この点においてもコストを大幅に低減できる。

また、本実施形態では、第１実施形態の作用効果に加えて、カメラ１２が、インストルメントパネル１４の上部における車幅方向中央部１４Ａよりに配設されており、乗員頭部１９を斜め車幅方向内側前方から撮影するため、乗員１８が本等を読んでいる場合においても、本等に邪魔されることなく、カメラ１２により乗員頭部１９を撮影することができる。

以上に於いては、本発明を特定の実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施形態が可能であることは当業者にとって明らかである。例えば、上記各実施形態では、頭部検知手段としての近接センサ３２を静電容量センサで構成したが、頭部検知手段はこの構成に限定されず、ヘッドレスト３０に乗員頭部１９が当接した際に荷重を直接検知するタッチスイッチ等であっても良い。また、頭部検知手段の配設位置は、ヘッドレスト３０に代えて、子供乗員の頭部に対向するシートバック２６の上部等に配設しても良い。

また、カメラ１２の配設位置もインストルメントパネル１４上に限定されず、図１に二点鎖線で示すようにカメラ１２をフロントピラー５０、インナミラー５２、オバーヘッドコンソール５４等の他の部位に配設しても良い。また、シートバック２６の角度変化に連動して、画角中心軸Ｋを調整し、画角中心軸Ｋのずれを防止する装置を備えれば、カメラ１２をシートバック２６の上部あるいはヘッドレスト３０に配設することもできる。

本発明の第１実施形態に係る乗員検知装置が適用された車両の一部を示す概略側面図である。 本発明の第１実施形態に係る乗員検知装置の作用説明図である。 本発明の第１実施形態に係る乗員検知装置の乗員頭部の基準位置における撮像データを示す説明図である。 本発明の第１実施形態に係る乗員検知装置の乗員頭部の計測位置における撮像データを示す説明図である。 本発明の第２実施形態に係る乗員検知装置の作用説明図である。 本発明の第２実施形態に係る乗員検知装置の乗員頭部の基準位置における撮像データを示す説明図である。 本発明の第２実施形態に係る乗員検知装置の乗員頭部の計測位置における撮像データを示す説明図である。 従来例の乗員検知装置が適用された車両の一部を示す概略平面図である。

符号の説明

１０ 乗員検知装置
１２ カメラ
１４ インストルメントパネル
１６ 助手席
１９ 乗員頭部
２０ 制御回路（位置算出手段）
２２ シートスライドセンサ（シートポジション検知手段）
２６ シートバック
２８ シートバック角度センサ（シートポジション検知手段）
３０ ヘッドレスト
３２ 近接センサ（頭部検知手段）

Claims (3)

1. シートに着座した乗員の頭部を撮影する１台のカメラと、
   ヘッドレストに設けられ、前記乗員頭部を検知する頭部検知手段と、
   前記頭部検知手段からの信号により、前記乗員頭部が前記ヘッドレストから所定の距離内にあると判定した場合に、撮影した前記カメラによる撮像データに基いて前記乗員頭部の基準位置における基準寸法を決定すると共に、前記乗員頭部が前記ヘッドレストから所定の距離内にないと判定した場合には、前記基準寸法と、前記カメラによる撮像データの前記乗員頭部の寸法との比較から前記乗員頭部の位置を算出する位置算出手段と、
   を備えたことを特徴とする乗員検知装置。
2. シートに着座した乗員の頭部を撮影する１台のカメラと、
   前記シートの前後方向の位置と、前記シートのシートバックの角度を検知するシートポジション検知手段と、
   前記シートバックの上部あるいはヘッドレストに設けられ、前記乗員頭部を検知する頭部検知手段と、
   前記頭部検知手段からの信号により、前記乗員頭部が前記頭部検知手段から所定の距離内にあると判定した場合に、前記シートポジション検知手段による検出結果に基づいて前記乗員頭部の基準位置を求め、前記カメラによる撮像データに基いて前記乗員頭部の基準位置における基準寸法を決定すると共に、前記乗員頭部が前記頭部検知手段から所定の距離内にないと判定した場合には、前記カメラによる撮像データの前記乗員頭部の寸法と前記基準寸法との差から前記乗員頭部の位置を算出する位置算出手段と、を備えたことを特徴とする乗員検知装置。
3. 前記頭部検知手段は、前記乗員の頭部が所定の距離内にあるか否かを検知する近接センサであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の乗員検知装置。
   

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