JP3843971B2 - 乗員検知装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両の座席に乗員が存在するか否かを判別する乗員検知装置に関する。

最近、車両の乗員の安全を確保するため、非常時にエアバッグを展開させて乗員の身体を保護するエアバッグ装置が実用化されている。
上記のようなエアバッグ装置では、車両の乗客席（運転者席の隣の席、いわゆる助手席）に乗員が存在しない場合は、エアバッグを展開させる必要が無く、また、身体の小さな子供（例えば６才程度の大きさ以下の子供）の場合には、非常時にエアバッグを展開させても身体の保護機能が発揮されない可能性もあるため、車両の座席に所定以上の大きさの乗員が存在するか否かを検知する必要がある。
そのため、下記特許文献１に記載のように、赤外線センサを用いて、人体の温度として安定して検出できる顔部分を検出し、その部分が人体の温度（３６℃近傍）に相当するか否かを判断することによって座席に乗員が存在するか否かを判別する装置が開発されている。

特開２００２−３７０１５号公報

しかし、上記の従来例のように、人体の顔部分の温度を検出する場合には、顔部分に向けて乗員の前方に赤外線センサを設置して温度検出を行うが、例えば乗員が新聞等を読んでいるような場合では、乗員の顔が新聞紙などで遮蔽され、顔部分が検出できないので、乗員が存在しないと誤判断してしまうおそれがあった。

本発明は上記のごとき問題を解決するためになされたものであり、乗員の顔部分が何かで隠されている場合でも、確実に乗員の存否を判断することのできる乗員検知装置を提供することを目的とする。

本発明の請求項１においては、赤外線カメラの撮像範囲内に人体に相当する熱源が存在していると判断される状態（人体に相当する温度の熱源が存在する状態）であって、かつ、頭部が存在すると想定される所定の領域に人の顔部分と同定できるような大きさの熱源が検知できない場合には、人体を遮蔽する物体が存在すると判断するように構成している。つまり、座席に乗員が存在する可能性はあるが、顔部分が遮蔽物で隠されており、正確な判定が困難な状態であると判断するものである。そして請求項４に記載のように、人体の頭部を遮蔽する物体が存在すると判断した場合には、乗員が存在しないと判定せずに「判定不能」とし、遮蔽物体が存在することを乗員に告知することにより、乗員に遮蔽物を除去することを促し、その結果として正確な乗員検出を行うことができる。

人体の温度として安定して検出できる顔部分が遮蔽物で隠されていて正確な乗員検知ができない場合でも、単純に乗員が存在しないと判断せず、遮蔽物が存在すると判断することにより、乗員に遮蔽物を除去することを促し、その結果として正確な乗員検出を行うことができる。

（実施例１）
図１は、本発明の機能を示すブロック図である。
図１において、１は赤外線カメラであり、例えば物体から放射される遠赤外線を検出する。２は画像処理・人体認識部であり、例えばマイクロコンピュータで構成され、赤外線カメラ１で撮像した結果を画像処理することによって人体が存在するか否かを認識する（詳細後述）。３は報知部であり、画像処理・人体認識部２において遮蔽物が存在して正確な人体識別が不能であると判断した場合に、乗員に遮蔽物が存在する旨の報知を行う。この報知は音声やチャイム等の音響信号でもよいし、ランプの点滅等による光学的信号でもよい。また、４はエアバッグ展開制御部であり、画像処理・人体認識部２から乗員が存在する旨の情報を受けると、それを記憶しておき、非常時にはエアバッグを展開させる。

図２は、車室内における赤外線カメラの取付け位置を示すインストメントパネル図である。
図２において、赤外線カメラは１０に示したようにダッシュボード８の乗客席７（助手席）側に乗員を正面から撮像するように設置するか、あるいは１１に示したようにセンターコンソール９に乗員を斜め側面から撮像するように設置する。

図３は、図１の画像処理・人体認識部２における人体認識演算を示すフローチャートである。
図３において、まず、ステップＳ１では赤外線カメラ１で撮像した画像を入力する。
赤外線カメラ１の観測領域（撮像範囲）は、図４の観測領域１２（破線で囲んだ部分）に示すように、乗員が存在する可能性のある範囲（主に乗員の上半身）を余裕を持って含むように設定する。

ステップＳ２では、取得した画像内に人体に相当する熱源、つまり人体に相当する温度（３７℃近傍）の熱源が存在するか否かを判別する。ステップＳ２で“ＮＯ”の場合、つまり人体が存在しないと判断した場合は、ステップＳ９へ行き、座席（この場合は乗客席）には乗員が存在しない、と判断する。

ステップＳ２で“ＹＥＳ”の場合、つまり人体に相当する温度の熱源が存在する場合には、ステップＳ３へ行き、予め設定した頭部存在領域に、人体に相当する温度の熱源が存在するか否かを判断する。この頭部存在領域とは、図４に顔検出の想定領域１３（破線で囲んだ部分）として示したように、通常の場合はその部分に乗員の顔が存在すると想定される領域であり、予め観測領域１２内に設定しておく。

ステップＳ３で“ＹＥＳ”の場合には、ステップＳ４で所定の大きさの熱源があるか否か、つまり人体の顔に相当する程度の大きさの熱源がある否かを判断する。
ステップＳ４で“ＹＥＳ”の場合は、ステップＳ７へ行き、座席に乗員が存在すると判断する。

ステップＳ４で“ＮＯ”の場合、つまり、頭部存在領域に熱源は存在するが、その大きさが人体の顔にしては小さすぎる場合には、ステップＳ５へ行き、頭部存在領域に存在する熱源に直線的なエッジが存在するか否かを判断する。
直線的なエッジが存在する場合というのは、図５（Ａ）または（Ｂ）に示すように、顔１９の下側の一部や横側の一部が遮蔽物１７（新聞紙等）で隠されている場合が想定される。そのためステップＳ５で“ＹＥＳ”の場合には、ステップＳ８へ行き、座席に乗員が存在する可能性はあるが、乗員を遮蔽する物体が存在するため、正確な判定が不能である、と判断し、ステップＳ１０で、遮蔽物が存在するので検出不良（つまり判定不能）である旨を乗員に報知（図１の報知部３）する。

一方、ステップＳ３およびステップＳ５で“ＮＯ”の場合は、ステップＳ６に行き、取得画像の熱源が所定範囲で左右一対であるか否かを判断する。これは図４（Ｂ）に示すように、新聞等の遮蔽物１６を乗員が顔の前に手１８で持っている場合であり、両手が左右一対の位置に存在する。

ステップＳ６で“ＹＥＳ”の場合には、図４（Ｂ）の状態であると判断されるので、ステップＳ８へ行き、前記と同様に、検出不良（つまり判定不能）である旨を乗員に報知する。
ステップＳ６で“ＮＯ”の場合は、ステップＳ９へ行き、座席（この場合は乗客席）には乗員が存在しない、と判断する。

なお、図４は、赤外線カメラ１による観測領域等を示す模式図であり、（Ａ）は座席の正面方向から見た図、（Ｂ）は遮蔽物が存在する場合を示す図である。図４において、１２は観測領域、１３は顔検出の想定領域（頭部存在領域）、１４はヘッドレスト、１５はシードバック、１６はシート、１７は新聞紙等の遮蔽物、１８は新聞紙を支えている乗員の手である。

また、図５は、顔の一部が遮蔽物で隠されている状態を示す図であり、（Ａ）は顔１９の下側の一部が遮蔽物１７（新聞紙等）で隠されている場合、（Ｂ）は顔１９の横側の一部が隠されている場合を示す。なお、（Ａ）の状態は、赤外線カメラを前記図２の１０に示したようにダッシュボード８の乗客席７（助手席）側に乗員を正面から撮像するように設置した場合、（Ｂ）の状態は図２の１１に示したようにセンターコンソール９に乗員を斜め側面から撮像するように設置した場合に生じる画像である。

以上説明したように、本実施例においては、赤外線カメラ１の観測範囲１２内に人体に相当する熱源（つまり人体相当する温度の熱源）が存在していると判断される状態であって、かつ、頭部が存在すると想定される所定の領域１３に人の顔部分と同定できるような大きさの熱源が検知できない場合には、人体を遮蔽する物体１７が存在すると判断するものである。これにより、人体の温度として安定して検出できる顔部分が遮蔽物で隠されていて正確な乗員検知ができない場合でも、単純に乗員が存在しないと判断せず、遮蔽物が存在すると判断することにより、乗員に遮蔽物を除去することを促し、その結果として正確な乗員検出を行うことができる。

また、頭部が存在すると想定される所定の領域に、頭部と同定できない熱源が検出される場合であって、検出される熱源の大きさが所定量より小さく、かつ、縦もしくは横の端部が直線的であることが検出された場合、つまり図５の状態の場合には、人体の前に頭部の一部を遮蔽する物体が存在する判断する。これにより、遮蔽物から頭部（顔）の一部が出ているような場合にも単純に乗員が存在しないと判断せず、遮蔽物が存在すると判断することができる。

また、頭部が存在すると想定される所定の領域に、頭部と同定される熱源が検出されない場合であっても、赤外線カメラの撮像範囲内に、人体の温度と判断される一対の熱源が存在するときには、図４（Ｂ）に示したように、体の頭部を遮蔽する物体を両手で持っていると判断することができる。

また、前記図３のステップＳ８、Ｓ１０に示したように、人体の頭部を遮蔽する物体が存在すると判断した場合には、乗員が存在しないと判定せずに「判定不能」とし、遮蔽物体が存在することを乗員に告知することにより、乗員に遮蔽物を除去することを促し、その結果として正確な乗員検出を行うことができる。

また、図１には記載していないが、人体の頭部を遮蔽する物体が存在すると判断した場合には、この撮像状態および告知モードを計測時間と共に記録する記録手段を設けることにより、乗員が存在するか否かの判断を行った際の状況を保存することができるので、エアバッグを展開するような事態になった場合、エアバッグが作動しなかった際の原因調査等に利用することが出来る。

なお、本発明の乗員検知装置は、これまで説明したような車両用の安全装置（エアバッグ等）における乗員の存在の有無を判断する手段以外にも、車室内温度制御装置に用いられる人体の温度を検出する手段として用いることが出来る。

本発明の機能を示すブロック図。 車室内における赤外線カメラの取付け位置を示すインストメントパネル図。 図１の画像処理・人体認識部２における人体認識演算を示すフローチャート。 赤外線カメラ１による観測領域等を示す模式図。 顔の一部が遮蔽物で隠されている状態を示す図。

符号の説明

１…赤外線カメラ ２…画像処理・人体認識部
３…報知部 ４…エアバッグ展開制御部
５…ステアリングホイール ６…運転者座席
７…乗客座席 ８…ダッシュボード
９…センターコンソール １０、１１…赤外線カメラの取付け位置
１２…観測領域 １３…顔検出の想定領域（頭部存在領域）
１４…ヘッドレスト １５…シードバック
１６…シート １７…新聞紙等の遮蔽物
１８…新聞紙を支えている乗員の手 １９…乗員の顔

Claims (6)

1. 車室内の座席に座っている人体の熱源を撮影するように配置された赤外線カメラと、該赤外線カメラで観測された熱源の温度と大きさおよび形状を抽出し、人体が存在しているか否かを判定する信号処理部と、を有する乗員検知装置において、
   前記信号処理部は、前記赤外線カメラの撮像範囲内に人体に相当する熱源が存在していると判断される状態であって、かつ、頭部が存在すると想定される所定の領域に人の顔部分と同定できるような大きさの熱源が検知できない場合には、人体を遮蔽する物体が存在すると判断することを特徴とする乗員検知装置。
2. 請求項１に記載の乗員検知装置において、頭部が存在すると想定される所定の領域に、頭部と同定できない熱源が検出される場合であって、検出される熱源の大きさが所定量より小さく、かつ、縦もしくは横の端部が直線的であることが検出された場合には、人体の前に頭部の一部を遮蔽する物体が存在すると判断することを特徴とする乗員検知装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の乗員検知装置において、頭部が存在すると想定される所定の領域に、頭部と同定される熱源が検出されない場合であって、赤外線カメラの撮像範囲内に、人体の温度と判断される一対の熱源が存在するときには、人体の頭部を遮蔽する物体を両手で持っていると判断することを特徴とする乗員検知装置。
4. 請求項１乃至請求項３の何れかに記載の乗員検知装置において、人体の頭部を遮蔽する物体が存在すると判断した場合には、乗員が存在しないと判定せずに「判定不能」とし、遮蔽物体が存在することを乗員に告知する手段を備えたことを特徴とする乗員検知装置。
5. 請求項１乃至請求項４の何れかに記載の乗員検知装置において、人体の頭部を遮蔽する物体が存在すると判断した場合には、このときの撮像状態および告知モードを計測時間と共に記録する記録手段を設けたことを特徴とする乗員検知装置。
6. 請求項１乃至請求項５の何れかに記載の乗員検知装置は、車両用の安全装置における乗員の存在の有無を判断する手段、または車室内温度制御装置に用いられる人体の温度を検出する手段として用いることを特徴とする乗員検知装置。

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