專利名稱：乘員檢測裝置、工作裝置控制系統(tǒng)、安全帶系統(tǒng)以及車輛的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種裝載在車輛上的乘員檢測技術(shù)，具體而言涉及檢 測出與就座于車輛后側(cè)座椅上的后席乘員有關(guān)的信息的技術(shù)。
背景技術(shù)：
以往，公知有多種使用相機等拍攝單元，檢測出與車輛座椅上的 人或物有關(guān)的信息的技術(shù)。例如，在以下專利文獻1中公開了如下檢 測裝置將能以二維方式拍攝對象物的相機設(shè)置在車輛乘員的前方， 通過該相機檢測出就座于車輛座椅上的乘員的位置。
專利文獻h日本專利特開2003-294855號公報
但是，例如利用安全帶約束乘員的安全帶裝置中，特別是安裝在 車輛后側(cè)座椅上的安全帶裝置，要求提高后席乘員的安全帶佩戴率。 為了滿足該要求，需要高精度地檢測出真正與就座于車輛后側(cè)座椅上 的后席乘員有關(guān)的信息。此外，高精度地檢測出與后席乘員有關(guān)的信 息的技術(shù)，除了后席乘員用的安全帶裝置之外，對其他運轉(zhuǎn)支援裝置 也同樣有效。
然而，如上述專利文獻1中記載的檢測裝置，在通過相機對車輛 乘員進行二維拍攝的結(jié)構(gòu)中，例如在背景與后席乘員的顏色之差、或 肌膚與服裝的顏色之差小的情況下，難以切實地進行后席乘員的檢測， 難以高精度地檢測出與后席乘員有關(guān)的所希望的信息。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明考慮到上述問題，其課題在于提供一種對高精度地檢測與車輛后側(cè)座椅的后席乘員有關(guān)的信息有效的技術(shù)。
為了解決上述課題，構(gòu)成了本發(fā)明。本發(fā)明可以適用于在典型的 汽車中檢測與就座于車輛后側(cè)座椅上的后席乘員有關(guān)的信息的乘員檢 測裝置，在汽車以外的車輛中也同樣可以適用本發(fā)明。
本發(fā)明的乘員檢測裝置至少包括拍攝部、信息提取處理部、分割 處理部以及導(dǎo)出處理部。
拍攝部，用作在車室內(nèi)朝向車輛后側(cè)座椅設(shè)置的、獲得三維圖像 的拍攝部，和朝向車輛后方設(shè)置的、獲得三維圖像的拍攝單元。作為
該拍攝部，使用單眼C-MOS3D相機或雙眼立體3D相機、激光掃描儀 等。關(guān)于該拍攝部設(shè)置位置，可以適當(dāng)選擇朝向車輛后側(cè)座椅的位置， 典型的情況下可以選擇室內(nèi)鏡附近。此外，該拍攝部可以根據(jù)需要設(shè) 置一個或多個。這里的"車輛后側(cè)座椅"是指廣義地包含設(shè)置在車輛 后側(cè)的各種車輛座椅，在車輛座椅是兩列的情況下，從前側(cè)起第二列 的車輛座椅為車輛后側(cè)座椅為車輛后側(cè)座椅，此外在車輛座椅是多列 的情況下，從前側(cè)起除了第一列車輛座椅以外的車輛座椅均為車輛后
信息提取處理部具有如下功能從由拍攝部拍攝的三維圖像中，
僅將與車輛后側(cè)座椅的座椅靠背上部區(qū)域相當(dāng)?shù)膱D像信息提取出來。 此時，在本發(fā)明中使用由拍攝部拍攝的、包含距離信息的三維圖像， 因此可以根據(jù)距離提取信息，由此高精度地提取與車輛后側(cè)座椅的座 椅靠背上部區(qū)域相當(dāng)?shù)膱D像信息。這里的"座椅靠背上部區(qū)域"是指， 在車輛后側(cè)座椅的各部位中，相當(dāng)于座椅靠背上部的區(qū)域，例如為就 座于車輛前方側(cè)座椅上的前席乘員不會成為障礙的、對獲得與就座于
車輛后側(cè)座椅上的后席乘員有關(guān)的信息非常有效的區(qū)域。在典型的情
況下，該座椅靠背上部區(qū)域被規(guī)定為由以下幾個平面劃分出來的區(qū)域:
穿過就座于車輛后側(cè)座椅上的乘員的肩部的水平面；穿過就座于車輛
刖座椅。
后側(cè)座椅上的后席乘員的頭部上方的水平面；穿過就座于車輛后側(cè)座 椅上的后席乘員的頭部前方的垂直面；穿過就座于車輛后側(cè)座椅上的 后席乘員的頭部后方的垂直面；以及穿過車輛后側(cè)座椅的左右的座椅 靠背側(cè)部的垂直面。
分割處理部具有如下功能按照就座于車輛后側(cè)座椅上的多個后 席乘員的各就座區(qū)域，對由信息提取處理部提取的圖像信息進行分割。 具體而言，在車輛后側(cè)座椅的定員為2人時，將在信息提取處理部中 提取的圖像信息按兩個就座區(qū)域分割，在車輛后側(cè)座椅的定員為3人 時，將在信息提取處理部中提取的圖像信息按三個就座區(qū)域分割。
導(dǎo)出處理部具有如下功能按照表示與至拍攝部的距離對應(yīng)的像 素的頻數(shù)分布的直方圖，導(dǎo)出與由分割處理部分割的各圖像信息對應(yīng) 的第一直方圖，并且求出從所導(dǎo)出的該第一直方圖中減去第二直方圖 的差分直方圖，上述第二直方圖預(yù)先將車輛后側(cè)座椅規(guī)定為空席的情 況而得到。這里的"像素"是構(gòu)成數(shù)字圖像的單位的帶有顏色的"點"， 包含距離(深度)、透明度等信息。根據(jù)將該像素有規(guī)則地縱橫排列 的一張正方形或長方形的圖像，展現(xiàn)數(shù)字圖像。表示與至拍攝部的距 離對應(yīng)的像素的頻數(shù)分布的直方圖如下形成至拍攝部的距離為橫軸， 與至拍攝部的距離對應(yīng)的像素的頻數(shù)(數(shù)量)為縱軸。
并且，導(dǎo)出處理部根據(jù)上述差分直方圖，導(dǎo)出與車輛后側(cè)座椅的 各就座區(qū)域中的后席乘員有關(guān)的信息。具體而言，從拍攝部開始在預(yù) 定范圍中的后席乘員的就座位置處的差分直方圖的差分的總和，即從 拍攝部開始在預(yù)定范圍中的像素的頻數(shù)，相當(dāng)于在各分割區(qū)域檢測出 的檢測體的體積，因此通過將該體積與作為相當(dāng)于乘員的體積而預(yù)先 設(shè)定的設(shè)定值進行比較，從而判斷在車輛后側(cè)座椅的各就座區(qū)域中有 無后席乘員。檢測出的檢測體的體積超出設(shè)定值或在設(shè)定值以上的情 況下，該檢測體中包含后席乘員，因此判斷為后席乘員就座。另一方 面，檢測出的檢測體的體積在設(shè)定值以下或低于設(shè)定值的情況下，該
檢測體中不包含后席乘員，因此判斷為后席乘員未就座(空席)。
另外，在本發(fā)明中，求出差分直方圖的功能也可以在與判斷處理 部不同的處理部中進行。
根據(jù)本發(fā)明的乘員檢測裝置的這種結(jié)構(gòu)，通過基于由拍攝部拍攝 的三維圖像的各處理，可以高精度地檢測出在車輛后側(cè)座椅的各就座 區(qū)域中有無后席乘員。此外，信息提取處理部從由拍攝部拍攝的三維 圖像中，僅將與車輛后側(cè)座椅的座椅靠背上部區(qū)域相當(dāng)?shù)膱D像信息提 取出來，因此可以抑制與圖像處理有關(guān)的負荷。
另外，由該乘員檢測裝置的判斷處理部高精度地判斷出的后席乘 員的有無，被應(yīng)用于在如下裝置中進行運轉(zhuǎn)支援的控制上在發(fā)生事 故時通過安全帶約束后席乘員的安全帶裝置、在發(fā)生事故時通過氣囊 約束后席乘員的氣囊裝置等。
本發(fā)明的工作裝置控制系統(tǒng)包括乘員信息檢測部，檢測出與就 座于車輛后側(cè)座椅上的后席乘員有關(guān)的信息；和工作裝置，根據(jù)乘員 信息檢測部中的檢測結(jié)果進行工作。在該工作裝置控制系統(tǒng)中，乘員 信息檢測部使用上述乘員檢測裝置，工作裝置根據(jù)判斷處理部中的判 斷結(jié)果進行工作。具體而言，該工作裝置由如下構(gòu)成要素構(gòu)成在發(fā) 生事故時通過安全帶約束后席乘員的安全帶裝置；在發(fā)生事故時通過
在后席乘員的前方或側(cè)方展開膨脹的氣囊約束后席乘員的氣囊裝置；
以及在發(fā)生事故時將車輛后側(cè)座椅的座墊向上方抬起，從而對后席乘 員沿著支撐面鉆進安全帶的現(xiàn)象、即稱為所謂"潛水艇現(xiàn)象"的現(xiàn)象 的產(chǎn)生進行阻止或抑制的裝置等。
根據(jù)本發(fā)明的工作裝置控制系統(tǒng)的這種結(jié)構(gòu)，工作裝置根據(jù)按照 在車輛后側(cè)座椅中有無后席乘員而高精度地檢測出的信息進行工作，
因此對使工作裝置恰當(dāng)?shù)毓ぷ鞣浅Ｓ行А?br> 本發(fā)明的安全帶系統(tǒng)裝載在車輛上，其中至少包括上述乘員檢 測裝置；后席乘員約束用的安全帶，佩戴在就座于車輛后側(cè)座椅上的 后席乘員上；安全帶帶扣，設(shè)置在車輛后側(cè)座椅的各就座區(qū)域；舌片， 設(shè)置在安全帶上，在佩戴安全帶時與安全帶帶扣扣合；.以及報知部。 該安全帶系統(tǒng)中的報知部具有如下功能根據(jù)乘員檢測裝置的判斷處 理部中的判斷結(jié)果，報知設(shè)置在乘員就座狀態(tài)的就座區(qū)域上的安全帶 帶扣及舌片中至少一個的位置。具體而言，由該報知部報知與就座于 車輛后側(cè)座椅上的后席乘員對應(yīng)的安全帶帶扣及舌片的位置。關(guān)于該 報知部的結(jié)構(gòu)，可以使用如下方法使安全帶帶扣及舌片自身發(fā)光、 使安全帶帶扣向前突出、送出舌片、使舌片上下滑動、以及顯示在監(jiān) 控器面板上等。
根據(jù)本發(fā)明的安全帶系統(tǒng)的這種結(jié)構(gòu)，使用按照在車輛后側(cè)座椅 中有無后席乘員而高精度地檢測出的信息，因此可以使該后席乘員識 別出帶扣及舌片的存在。由此，提高對安全帶帶扣及舌片存在的識別 率，這對提高后席乘員的安全帶佩戴率非常有效。
在本發(fā)明的其他方式的安全帶系統(tǒng)中，上述報知部具有報知正常 佩戴安全帶時相互扣合的安全帶帶扣及舌片的位置的功能。
根據(jù)本發(fā)明的安全帶系統(tǒng)的這種結(jié)構(gòu)，可以防止進行錯誤的扣合 操作，例如后席左側(cè)乘員用的舌片安裝到后席右側(cè)乘員用的安全帶帶 扣中，可以發(fā)揮安全帶原有的乘員約束功能。
本發(fā)明的其他方式的安全帶系統(tǒng)，其中至少包括上述乘員檢測 裝置；后席乘員約束用的安全帶，佩戴在就座于車輛后側(cè)座椅上的后 席乘員上；安全帶帶扣，設(shè)置在車輛后側(cè)座椅的各就座區(qū)域；舌片， 設(shè)置在安全帶上，在佩戴安全帶時與安全帶帶扣扣合；帶扣檢測傳感 器，對舌片與安全帶帶扣扣合的情況進行檢測；以及輸出部。該安全
帶系統(tǒng)中的輸出部具有如下功能根據(jù)上述乘員檢測裝置的判斷處理 部中的判斷結(jié)果、及帶扣檢測傳感器中的檢測結(jié)果，輸出設(shè)置在乘員 就座狀態(tài)的就座區(qū)域上的安全帶的佩戴結(jié)果。該輸出部例如使用可以
對檢測結(jié)果進行顯示輸出的監(jiān)控器面板或儀表面板、對指導(dǎo)(guidance)
進行聲音輸出的揚聲器等來構(gòu)成。
根據(jù)本發(fā)明的安全帶系統(tǒng)的這種結(jié)構(gòu)，使用按照在車輛后側(cè)座椅 中有無后席乘員而高精度地檢測出的信息，因此在該后席乘員未佩戴 安全帶的情況下，可以使包括司機在內(nèi)的前席乘員或后席乘員催促其 佩戴安全帶，這對提高后席乘員的安全帶佩戴率非常有效。
本發(fā)明的車輛至少具有發(fā)動機行駛系統(tǒng)、電裝系統(tǒng)、車輛控制裝 置以及上述工作裝置控制系統(tǒng)。
發(fā)動機行駛系統(tǒng)構(gòu)成為，與發(fā)動機及車輛的行駛相關(guān)的系統(tǒng)。電 裝系統(tǒng)構(gòu)成為，與使用于車輛上的電氣部件相關(guān)的系統(tǒng)。車輛控制裝 置構(gòu)成為，具有對發(fā)動機行駛系統(tǒng)及電裝系統(tǒng)進行驅(qū)動控制的功能的 裝置。
根據(jù)本發(fā)明的車輛的這種結(jié)構(gòu)，工作裝置根據(jù)按照在車輛后側(cè)座 椅中有無后席乘員而高精度地檢測出的信息進行工作，因此對使工作 裝置恰當(dāng)?shù)毓ぷ鞣浅Ｓ行А?br> 本發(fā)明的其他方式的車輛至少具有發(fā)動機行駛系統(tǒng)、電裝系統(tǒng)、 車輛控制裝置以及安全帶裝置。
發(fā)動機行駛系統(tǒng)構(gòu)成為，與發(fā)動機及車輛的行駛相關(guān)的系統(tǒng)。電 裝系統(tǒng)構(gòu)成為，與使用于車輛上的電氣部件相關(guān)的系統(tǒng)。車輛控制裝 置構(gòu)成為，具有對發(fā)動機行駛系統(tǒng)及電裝系統(tǒng)進行驅(qū)動控制的功能的 裝置。安全帶裝置具有通過安全帶約束就座于車輛后側(cè)座椅上的后席
乘員的功能，并且使用上述安全帶系統(tǒng)。
根據(jù)本發(fā)明的車輛的這種結(jié)構(gòu)，可以提供裝載有如下安全帶裝置 的車輛通過基于由拍攝部拍攝的三維圖像的各處理，使用按照在車 輛后側(cè)座椅中有無后席乘員而高精度地檢測出的信息來進行控制。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明可以高精度地檢測與車輛后側(cè)座椅的后席 乘員有關(guān)的信息。


圖1是表示本實施方式涉及的車輛裝載用的乘員檢測裝置100的 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的圖。
圖2是表示本實施方式的3D相機112拍攝的圖像的一例的圖。 圖3是表示在本實施方式的信息提取處理部152中被規(guī)定為座椅
靠背上部區(qū)域的區(qū)域A1的圖。
圖4是表示本實施方式的信息提取處理部152中的提取處理的情
況的圖。
圖5是表示本實施方式的分割處理部154中的處理的情況的圖。 圖6是表示本實施方式的直方圖運算部156中的差分直方圖的導(dǎo) 出處理的情況的圖。
圖7是表示裝載有圖1中的乘員檢測裝置100的車輛的結(jié)構(gòu)的圖。
具體實施例方式
以下，參照附圖對本發(fā)明的實施方式進行詳細說明。首先，參照 圖l，對作為本發(fā)明中的"乘員檢測裝置"的一個實施方式的乘員檢測 裝置100的結(jié)構(gòu)進行說明。
圖1表示本實施方式涉及的車輛裝載用的乘員檢測裝置100的系 統(tǒng)結(jié)構(gòu)。如圖1所示，本實施方式的乘員檢測裝置ioo是為了在作為 本發(fā)明中的"車輛"的汽車車輛中檢測與司機有關(guān)的信息而裝載的，
并且以拍攝單元110及控制單元120為主體。進而，該乘員檢測裝置
100與作為車輛側(cè)的驅(qū)動控制裝置的ECU 200及工作裝置210 —起構(gòu) 成預(yù)定的車輛支援系統(tǒng)(相當(dāng)于本發(fā)明中的"工作裝置控制系統(tǒng)"及 "安全帶系統(tǒng)"的系統(tǒng))。該車輛未進行特別圖示，但是至少包括 作為與發(fā)動機及車輛的行駛相關(guān)的系統(tǒng)的發(fā)動機行駛系統(tǒng)(相當(dāng)于本 發(fā)明中的"發(fā)動機行駛系統(tǒng)")、作為與車輛上使用的電氣部件相關(guān) 的系統(tǒng)的電裝系統(tǒng)(相當(dāng)于本發(fā)明中的"電裝系統(tǒng)")、以及對發(fā)動 機行駛系統(tǒng)及電裝系統(tǒng)進行驅(qū)動控制的車輛控制裝置(ECU 200)。此 時的車輛控制裝置相當(dāng)于本發(fā)明中的"車輛控制裝置"。
本實施方式的拍攝單元110包括作為拍攝設(shè)備的3D相機112及數(shù) 據(jù)傳送電路。3D相機112使用了 C-MOS或CCD (電荷耦合元件)， 并且構(gòu)成為將光傳感器陣列狀(格子狀)配置的3D (三維圖像)式相 機(還稱為"監(jiān)控器")。通過該相機，得到與單一視點相關(guān)的三維 圖像，多次測量至司機的距離，檢測出立體表面形狀，從而識別出該 司機的有無、大小、位置以及姿勢等。作為該3D相機112，可以使用 單眼C-MOS 3D相機或雙眼立體3D相機。該拍攝單元110 (3D相機 112)相當(dāng)于本發(fā)明中的"在車室內(nèi)朝向車輛后側(cè)座椅設(shè)置、獲得三維 圖像的拍攝部"。也可以使用獲得三維圖像的激光掃描儀，以代替上 述3D相機112。
另外，本實施方式的3D相機112在汽車的室內(nèi)后視鏡周圍、側(cè)鏡 周圍以及儀表盤的左右中心部分等處，朝向車輛后方的預(yù)定的動作范 圍配置。在此作為"預(yù)定的動作范圍"，在典型的情況下規(guī)定為，在 車室內(nèi)的乘員區(qū)域中，至少包含達到就座于后側(cè)座椅上的乘員的頭部 及上半身的區(qū)域(座椅靠背上部區(qū)域)的范圍。該范圍也可以包含前 席乘員或前席座椅等。由此，使用3D相機112至少可以周期性地多次 檢測與就座于后側(cè)座椅上的后席乘員有關(guān)的信息。
另外，關(guān)于3D相機112拍攝的圖像，參照圖2。該圖2表示本實
施方式的3D相機112拍攝的圖像的一例。圖2所示的例子表示，在就 座于車輛前方側(cè)座椅IO上的前席乘員10a的后方，就座于車輛后側(cè)座 椅12上的后席乘員12a被拍攝到一部分的圖像。
此外，雖然未作特別圖示，但是在本實施方式的乘員檢測裝置100 上，裝載有將車輛電池的電力供給到該3D相機112上的電源裝置。對 該3D相機112的拍攝進行設(shè)定，以使例如在點火開關(guān)變成接通狀態(tài)時， 或安裝在駕駛席內(nèi)的就座傳感器(省略圖示)檢測到就座于該駕駛席 上的乘員時開始進行拍攝。
本實施方式的控制單元120至少還包括圖像處理部130、運算部 (MPU) 150、存儲部170、輸入輸出部190、以及未作特別圖示的各 種周邊裝置。該控制單元120構(gòu)成為乘員信息處理裝置(CPU)，根據(jù) 由3D相機112拍攝的圖像，進行與乘員信息有關(guān)的處理。
圖像處理部130構(gòu)成為如下單元，進行用于獲得品質(zhì)好的圖像的 相機控制、或用于對由3D相機112拍攝的圖像進行加工分析的圖像處 理控制。具體而言，在相機控制中，對幀頻、快門時間以及靈敏度進 行調(diào)整，對精度進行校正，對動態(tài)范圍或亮度、白平衡等進行調(diào)整。 此外，在圖像處理控制中執(zhí)行圖像的旋轉(zhuǎn)校正或透鏡傾斜校正、濾 波運算、差分運算等圖像前處理運算，和形狀判斷或跟蹤拍攝等圖像 識別處理運算。
本實施方式的運算部150至少包括信息提取處理部152、分割處 理部154、直方圖運算部156以及判斷處理部158。該運算部150也可 以是由信息提取處理部152、分割處理部154、直方圖運算部156以及 判斷處理部158中的多個處理部適當(dāng)組合的結(jié)構(gòu)。
構(gòu)成運算部150的信息提取處理部152，根據(jù)來自圖像處理部130 的信息，進行提取與就座于后側(cè)座椅上的后席乘員有關(guān)的信息的處理。
具體而言，從圖像處理部130的三維圖像中，只有與車輛后側(cè)座椅的
座椅靠背上部區(qū)域相當(dāng)?shù)膱D像信息，通過該信息提取處理部152被提 取出來(導(dǎo)出)。關(guān)于車輛后側(cè)座椅的座椅靠背上部區(qū)域，參照圖3。 該圖3表示在本實施方式的信息提取處理部152中規(guī)定為座椅靠背上 部區(qū)域的區(qū)域Al。圖3所示的該區(qū)域Al是由以下幾個平面劃分的區(qū)
域水平面S1，穿過就座于車輛后側(cè)座椅12上的乘員的肩部；水平面
S2，穿過就座于車輛后側(cè)座椅12上的后席乘員的頭部上方；垂直面S3,
穿過就座于車輛后側(cè)座椅12上的后席乘員的頭部前方；垂直面S4，穿 過就座于車輛后側(cè)座椅12上的后席乘員的頭部后方；以及垂直面S5、
S6，穿過車輛后側(cè)座椅12的左右的座椅靠背側(cè)部。該信息提取處理部 152相當(dāng)于本發(fā)明中的"信息提取處理部"。
關(guān)于該信息提取處理，參照圖4。該圖4表示本實施方式的信息 提取處理部152中的信息提取處理的情況。如圖4所示，在該信息提 取處理中，進行提取在拍攝圖像D1中與區(qū)域A1對應(yīng)的部分的圖像的 處理，例如經(jīng)過提取處理中圖像D2，導(dǎo)出提取處理后圖像D3。
此外，構(gòu)成運算部150的分割處理部154具有進行如下處理的功 能按照就座于車輛后側(cè)座椅上的各乘員的就座區(qū)域，對在信息提取 處理部152中提取出的圖像信息進行分割。具體而言，在車輛后側(cè)座 椅的定員為2人時，進行將在信息提取處理部152中提取的圖像信息 一分為二的處理，在車輛后側(cè)座椅的定員為3人時，進行將在信息提 取處理部152中提取的圖像信息一分為三的處理。另外，與該車輛的 車輛后側(cè)座椅的定員有關(guān)的信息，預(yù)先存儲在存儲部170中。
關(guān)于該分割處理部154中的處理，參照圖5。該圖5表示本實施 方式的分割處理部154中的處理的情況。如圖5所示，對于將在信息 提取處理部152中提取的圖像信息一分為二的處理，區(qū)域A1被分割成 兩個分割區(qū)域Bl及B2，對于將在信息提取處理部152中提取的圖像 信息一分為三的處理，區(qū)域Al被分割成三個分割區(qū)域C1 C3。分割
了區(qū)域Al后的各分割區(qū)域是可以對后席乘員的特征進行檢測的檢測 區(qū)域。該分割處理部154相當(dāng)于本發(fā)明中的"分割處理部"。
此外，構(gòu)成運算部150的直方圖運算部156，按照在分割處理部 154中獲得的各分割區(qū)域中的圖像信息，導(dǎo)出就座時的就座時直方圖， 并且導(dǎo)出作為該就座時直方圖與空席時的空席時直方圖的差分的差分 直方圖。就座時直方圖是針對實際就座時的各分割區(qū)域的圖像信息， 表示與至3D相機112的距離對應(yīng)的像素的頻數(shù)分布的直方圖。另一方 面，空席時直方圖是針對空席時的各分割區(qū)域的圖像信息，表示與至 3D相機112的距離對應(yīng)的像素的頻數(shù)分布。與該空席時直方圖有關(guān)的 信息，預(yù)先存儲在存儲部170中。這里的"像素"是作為構(gòu)成數(shù)字圖 像的單位的帶有顏色的"點"，包含距離(深度)、透明度等信息。 根據(jù)將該像素有規(guī)則地縱橫排列的一張正方形或長方形的圖像，展現(xiàn) 數(shù)字圖像。表示與至3D相機112的距離對應(yīng)的像素的頻數(shù)分布的直方 圖如下形成以至3D相機112的距離為橫軸，與至3D相機112的距 離對應(yīng)的像素的頻數(shù)(數(shù)量)為縱軸。
關(guān)于差分直方圖的導(dǎo)出處理，參照圖6。該圖6表示本實施方式 的直方圖運算部156中的差分直方圖的導(dǎo)出處理的情況。如圖6所示， 在該差分直方圖的導(dǎo)出處理中，通過從就座時直方圖中減去空席時直 方圖的處理來導(dǎo)出差分直方圖。關(guān)于導(dǎo)出的該差分直方圖，從3D相機 112開始在預(yù)定范圍中的、后席乘員的就座位置處的差分直方圖的差分 的總和，即從3D相機112開始在預(yù)定范圍中的像素的頻數(shù)，相當(dāng)于在 各分割區(qū)域檢測的檢測體的體積。從3D相機112開始的預(yù)定范圍，被 預(yù)先存儲在存儲部170中。
構(gòu)成運算部150的判斷處理部158，根據(jù)在直方圖運算部156中 導(dǎo)出的信息，判斷在各分割區(qū)域中檢測出的檢測體中是否包含后席乘 員。具體而言，由直方圖運算部156運算出的檢測體的體積超出預(yù)先 設(shè)定的設(shè)定值或在設(shè)定值以上的情況下，該檢測體中包含后席乘員，
因此判斷為后席乘員就座。另一方面，由直方圖運算部156運算出的 檢測體的體積在預(yù)先設(shè)定的設(shè)定值以下或低于設(shè)定值的情況下，該檢 測體中不包含后席乘員，因此判斷為后席乘員未就座(空席)。該判 斷處理和作為該判斷處理的前處理的上述差分直方圖的導(dǎo)出處理，對
所有在分割處理部154中分割的兩個或三個分割區(qū)域都進行。由該判 斷處理部158和上述直方圖運算部156構(gòu)成本發(fā)明中的"導(dǎo)出處理部"。
本實施方式的存儲部170除了運算控制軟件之外，還被構(gòu)成為 校正用的數(shù)據(jù)或前處理用的緩沖幀存儲器；對用于識別運算的定義數(shù) 據(jù)或基準(zhǔn)圖形、運算部150中的各種處理結(jié)果進行記錄(存儲)的單 元。
本實施方式的輸入輸出部190在其與進行與車輛整體有關(guān)的控制 的ECU 200之間，輸入判斷處理部158中的判斷結(jié)果、與車輛有關(guān)的 信息、與周圍的交通狀況有關(guān)的信息、以及與天氣或時區(qū)有關(guān)的信息 等，輸出識別結(jié)果。作為與車輛有關(guān)的信息的具體例，包括由雷達或 相機檢測到的車輛的相撞預(yù)知信息、車輛門的開關(guān)、安全帶的佩戴解 除、制動器的工作、車速以及轉(zhuǎn)向角度等。在本實施方式中，根據(jù)從 該輸入輸出部190輸出的信息，ECU 200對工作裝置210輸出驅(qū)動控 制信號。另外，輸入輸出部190只要能對工作裝置210輸出控制信號 即可，如圖1所示，可以在其與工作裝置210之間隔著ECU 200，或 者也可以對工作裝置210直接輸出控制信號。這里的工作裝置210相 當(dāng)于本發(fā)明中的"工作裝置"。
如上所述，根據(jù)本實施方式的乘員檢測裝置100，通過基于由3D 相機112拍攝的三維圖像的各處理，可以高精度地檢測出與就座于車 輛后側(cè)座椅12上的后席乘員有關(guān)的信息。g卩，在使用三維圖像時，即 使是背景與后席乘員的顏色之差、或肌膚與服裝的顏色之差小的情況 等，由于可以根據(jù)距離來提取信息，因此與檢測二維圖像的結(jié)構(gòu)相比， 可以確保高檢測精度。
此外，本實施方式的工作裝置210用作下述各種方式的安全帶裝 置或氣囊裝置等的構(gòu)成要素。這里的安全帶裝置或氣囊裝置等相當(dāng)于 本發(fā)明中的"工作裝置控制系統(tǒng)"，特別是安全帶裝置相當(dāng)于本發(fā)明 中的"安全帶系統(tǒng)"。關(guān)于安全帶裝置或氣囊裝置的具體結(jié)構(gòu)，參照
圖7。圖7表示裝載有圖1中的乘員檢測裝置100的車輛的結(jié)構(gòu)。
作為第一方式，構(gòu)成裝載有如下報知功能的第一安全帶裝置利 用后席乘員信息(乘員的有無、乘員就座位置)、或乘員乘降信息和
車輛門的開關(guān)信息，將后席乘員所佩戴的安全帶20用的安全帶帶扣21 及舌片22的存在位置、或安全帶帶扣21及舌片22的選擇報知給后席 乘員。該報知動作例如通過如下方式執(zhí)行使安全帶帶扣21自身及舌 片22自身發(fā)光、使安全帶帶扣21向前突出、送出舌片22、使舌片22 上下滑動、以及顯示在監(jiān)控器面板13上。通過這里的報知功能構(gòu)成本 發(fā)明中的"報知部"。另外，車輛門的開關(guān)信息由車輛門傳感器14來 檢測。
通過使用這種結(jié)構(gòu)的安全帶裝置，可以使就座于車輛后側(cè)座椅上 的后席乘員識別出安全帶帶扣及舌片的存在。由此，提高對安全帶帶 扣及舌片存在的識別率，這對提高后席乘員的安全帶佩戴率非常有效。
此外，作為第二方式，構(gòu)成具有如下報知功能的第二安全帶裝置 利用后席乘員信息(乘員的有無、乘員的就座位置)，將后席乘員的 安全帶佩戴結(jié)果(佩戴狀態(tài))報知給司機。該報知動作例如通過如下 方式執(zhí)行在監(jiān)控器面板13或儀表面板15上進行顯示輸出、由揚聲 器以聲音形式輸出指導(dǎo)。通過這里的報知功能構(gòu)成本發(fā)明中的"報知 部"。
通過使用這種結(jié)構(gòu)的安全帶裝置，在就座于車輛后側(cè)座椅上的后 席乘員未佩戴安全帶的情況下，可以使包括司機在內(nèi)的前席乘員或后 席乘員催促其佩戴安全帶。
此外，作為第三方式，構(gòu)成具有如下報知功能的第三安全帶裝置 利用后席乘員信息(乘員的有無、乘員的就座位置)，將安全帶帶扣 21和舌片22的組合是否正確報知給司機或后席乘員。該報知動作例如 通過監(jiān)控器面板13或儀表面板15的顯示輸出或聲音輸出、特定部位 的發(fā)光及振動等來執(zhí)行。通過這里的報知功能構(gòu)成本發(fā)明中的"工作 部"。
通過使用這種結(jié)構(gòu)的安全帶裝置，可以防止進行錯誤的扣合操作， 例如后席左側(cè)乘員用的舌片安裝到后席右側(cè)乘員用的安全帶帶扣中， 可以發(fā)揮安全帶原有的乘員約束功能。
此外，作為第四方式，構(gòu)成具有如下安全帶負荷減輕功能的第四 安全帶裝置利用后席乘員信息(乘員的有無、乘員的就座位置)， 減輕經(jīng)由安全帶20作用于后席乘員的安全帶負荷。該安全帶負荷減輕 動作例如通過如下方式執(zhí)行使安全帶帶扣21向前突出、送出舌片22、 以及通過驅(qū)動裝置30或31驅(qū)動作用于安全帶20的其他部件(安全帶 延伸器seat belt readier)。通過使用這種結(jié)構(gòu)的安全帶裝置，可以減 輕經(jīng)由安全帶20作用于后席乘員的安全帶負荷，可以通過安全帶20 恰當(dāng)約束后席乘員。
另外，上述各安全帶裝置中的安全帶20、安全帶帶扣21及舌片 22，分別對應(yīng)于本發(fā)明中的"安全帶"、"安全帶帶扣"及"舌片"。
此外，作為第五方式，構(gòu)成如下第五安全帶裝置利用后席乘員 信息(乘員的有無、乘員就座位置)、和作為進一步的信息的安全帶 帶扣和舌片的扣牢信息，在車輛發(fā)生事故時使巻起松弛的安全帶20的 預(yù)緊器23工作。通過使用這種結(jié)構(gòu)的安全帶裝置，在車輛發(fā)生事故時 使巻起松弛的安全帶20的預(yù)緊器23恰當(dāng)?shù)毓ぷ?，由此可以提高安?br> 帶的乘員約束性能。
此外，作為第六方式，構(gòu)成具有如下功能的工作裝置利用后席 乘員信息(乘員的有無、乘員就座位置)，使后席乘員約束用的氣囊 等工作。具體而言，該工作裝置通過利用以下部件構(gòu)成安裝在車輛 前方側(cè)座椅IO的下方或頂部，在發(fā)生事故時在后席乘員的前方展開膨 脹的氣囊40;在發(fā)生事故時在后側(cè)乘員的門側(cè)展幵膨脹的側(cè)氣囊41; 以及在發(fā)生事故時在后席乘員之間展開膨脹的中間氣囊42等。進而， 也可以由如下構(gòu)成要素構(gòu)成工作裝置通過氣囊或其他驅(qū)動機構(gòu)將車 輛后側(cè)座椅12的座墊向上方抬起，從而對后席乘員沿著支撐面鉆進安 全帶的現(xiàn)象、即稱為所謂"前潛現(xiàn)象"的現(xiàn)象的產(chǎn)生進行阻止或抑制 的限制裝置43;或者在發(fā)生事故時通過簾狀部件將車輛前方側(cè)座椅10 和車輛后側(cè)座椅12之間隔開，從而限制后席乘員或物品等向前方移動 的裝置等。通過使用這種結(jié)構(gòu)的工作裝置，在車輛發(fā)生事故時使氣囊 40或側(cè)氣囊41等乘員約束單元恰當(dāng)?shù)毓ぷ?，由此可以提高乘員約束性
此外，作為其他方式，構(gòu)成利用后席乘員信息(乘員的有無、乘 員就座位置)，在安裝兒童座椅時進行安全帶鎖定的裝置及進行報知 的裝置，或者構(gòu)成利用上述后席乘員信息，在安裝兒童座椅時或身材 如兒童般矮小的乘員就座時，進行鎖門的裝置及進行報知的裝置等。
如上所述，若使用本實施方式的乘員檢測裝置100，則可以提供 一種安全帶裝置或氣囊裝置，使用通過基于由3D相機112拍攝的三維 圖像的各處理而高精度地檢測出的、與就座于車輛后側(cè)座椅12上的后 席乘員有關(guān)的信息來進行控制。此外，可以提供裝載有這些安全帶裝 置或氣囊裝置的車輛。
其他實施方式
本發(fā)明并不僅限于上述實施方式，可以考慮各種應(yīng)用或變形。例
如，還可以實施應(yīng)用了上述實施方式的如下各種方式。
在上述實施方式中，對安裝在汽車上的乘員檢測裝置100的結(jié)構(gòu) 進行了記載，但是安裝在汽車、飛機、船舶、公共汽車以及電車等各 種車輛上的乘員檢測裝置的結(jié)構(gòu)，都可以適用本發(fā)明。
權(quán)利要求
1.一種乘員檢測裝置，其特征在于，包括拍攝部，在車室內(nèi)朝向車輛后側(cè)座椅設(shè)置，用于獲得三維圖像；信息提取處理部，從由所述拍攝部拍攝的三維圖像中，僅提取相當(dāng)于所述車輛后側(cè)座椅的座椅靠背上部區(qū)域的圖像信息；分割處理部，按照就座于所述車輛后側(cè)座椅上的多個后席乘員的各就座區(qū)域，對由所述信息提取處理部提取的圖像信息進行分割；以及導(dǎo)出處理部，按照表示像素相對于距所述拍攝部的距離的頻數(shù)分布的直方圖，導(dǎo)出與由所述分割處理部分割成的各圖像信息對應(yīng)的第一直方圖，并且從所導(dǎo)出的所述第一直方圖中減去預(yù)先將所述車輛后側(cè)座椅規(guī)定為空席時所得到的第二直方圖而求出差分直方圖，根據(jù)該差分直方圖導(dǎo)出與所述車輛后側(cè)座椅的各就座區(qū)域中的后席乘員有關(guān)的信息。
2. —種工作裝置控制系統(tǒng)，其特征在于，包括乘員信息檢測部，檢測出與就座于車輛后側(cè)座椅上的后席乘員有 關(guān)的信息；和工作裝置，根據(jù)所述乘員信息檢測部中的檢測結(jié)果進行工作； 所述乘員信息檢測部采用權(quán)利要求1所述的乘員檢測裝置構(gòu)成； 所述工作裝置根據(jù)所述導(dǎo)出處理部中的導(dǎo)出結(jié)果進行工作。
3. —種裝載在車輛上的安全帶系統(tǒng)，其特征在于，包括-權(quán)利要求1所述的乘員檢測裝置；約束后席乘員用的安全帶，佩戴在就座于車輛后側(cè)座椅上的后席 乘員身上；安全帶帶扣，設(shè)置在所述車輛后側(cè)座椅的各就座區(qū)域上； 舌片，設(shè)置在所述安全帶上，在佩戴安全帶時與所述安全帶帶扣 扣合；以及報知部，根據(jù)所述乘員檢測裝置的判斷處理部中的判斷結(jié)果，報 知設(shè)置在乘員就座狀態(tài)下的就座區(qū)域上的所述安全帶帶扣及舌片中的 至少一方的位置。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的安全帶系統(tǒng)，其特征在于， 所述報知部報知正常佩戴安全帶時相互扣合的所述安全帶帶扣及舌片的位置。
5. —種裝載在車輛上的安全帶系統(tǒng)，其特征在于，包括 權(quán)利要求1所述的乘員檢測裝置；約束后席乘員用的安全帶，佩戴在就座于車輛后側(cè)座椅上的后席乘員身上；安全帶帶扣，設(shè)置在所述車輛后側(cè)座椅的各就座區(qū)域上；舌片，設(shè)置在所述安全帶上，在佩戴安全帶時與所述安全帶帶扣扣合；帶扣檢測傳感器，檢測出所述舌片已與所述安全帶帶扣扣合；以及輸出部，根據(jù)所述乘員檢測裝置的判斷處理部中的判斷結(jié)果和所 述帶扣檢測傳感器中的檢測結(jié)果，輸出設(shè)置在乘員就座狀態(tài)下的就座 區(qū)域上的所述安全帶的佩戴結(jié)果。
6. —種車輛，其特征在于，具有-發(fā)動機行駛系統(tǒng)；電裝系統(tǒng)；對所述發(fā)動機行駛系統(tǒng)和電裝系統(tǒng)進行驅(qū)動控制的車輛控制裝 置；以及權(quán)利要求2所述的工作裝置控制系統(tǒng)。
7. —種車輛，其特征在于，具有-發(fā)動機行駛系統(tǒng)；電裝系統(tǒng)；對所述發(fā)動機行駛系統(tǒng)和電裝系統(tǒng)進行驅(qū)動控制的車輛控制裝 置；以及安全帶裝置，通過安全帶約束就座于車輛后側(cè)座椅上的后席乘員； 所述安全帶裝置釆用權(quán)利要求3 5中任一項所述的安全帶系統(tǒng) 構(gòu)成。
全文摘要
本發(fā)明提供乘員檢測裝置、工作裝置控制系統(tǒng)、安全帶系統(tǒng)以及車輛，特別提供一種對高精度地檢測與車輛后側(cè)座椅的后席乘員有關(guān)信息有效的技術(shù)。乘員檢測系統(tǒng)包括3D相機；信息提取處理部，從3D相機拍攝的三維圖像中僅提取相當(dāng)于車輛后側(cè)座椅的座椅靠背上部區(qū)域的圖像信息；分割處理部，按照就座于車輛后側(cè)座椅上的多個后席乘員的各就座區(qū)域，對提取的圖像信息進行分割；以及直方圖運算部和判斷處理部，按照表示與距3D相機的距離對應(yīng)的像素的頻數(shù)分布的直方圖，導(dǎo)出與分割成的各圖像信息對應(yīng)的第一直方圖，并且求出從第一直方圖中減去預(yù)先將車輛后側(cè)座椅規(guī)定為空席時所得到的第二直方圖的差分直方圖，根據(jù)該差分直方圖導(dǎo)出與后席乘員有關(guān)的信息。
文檔編號G01C11/00GK101187557SQ20071017007
公開日2008年5月28日 申請日期2007年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月22日
發(fā)明者三田博文, 橫尾正登, 箱守裕, 青木洋 申請人:高田株式會社