(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シートに乗員が存在するか否かを判定する空席判定装置において、
シート部分の距離画像データを取得する距離画像センサと、
この距離画像センサで取得した距離画像データを、前記シートの前後方向、上下方向、左右方向を軸とした直交座標画像に変換するとともに、その直交座標画像を平面に投影した平面投影二値画像に変換するデータ変換手段と、
このデータ変換手段によって高さ方向と前後方向を含む平面に投影した平面投影二値画像に対して上下方向に画素の探索を行い、物体の存在を示す画素の数が閾値以上に多い領域をシートバック位置と推定するシートバック位置推定手段と、
前記データ変換手段によって高さ方向と前後方向を含む平面に投影した平面投影二値画像に対して前後方向に画素の探索を行い、物体の存在を示す画素の数が閾値以上に多い領域をシートクッション位置と推定するシートクッション位置推定手段と、
シートバック以外の物体が存在することを意味する特徴量が、前記データ変換手段によって変換された平面投影二値画像または直交座標画像の前記シートバックの推定位置に含まれているか否かを判定するシートバック側物体存否判定手段と、
シートクッション以外の物体が存在することを意味する特徴量が、前記データ変換手段によって変換された平面投影二値画像または直交座標データの前記シートクッションの推定位置に含まれているか否かを判定するシートクッション側物体存否判定手段と、
前記シートバック側物体存否判定手段と前記シートクッション側物体存否判定手段が、ともに前記特徴量が含まれていないものと判定したときに空席と判定する最終判定手段と、を備えていることを特徴とする空席判定装置。
【請求項２】
前記シートバック側物体存否判定手段は、前記データ変換手段によって上下方向と前後方向を含む平面に投影した平面投影二値画像に対し、前記シートバックの推定位置を含む範囲で物体の存在を示す画素の探索を行い、その探索した画素のシート前後方向の分布に基づいて対象物のシート前後方向の肉厚を求め、その肉厚が空席時にはあり得ない閾値以上の値である場合に、特徴量が含まれているものと判定することを特徴とする請求項１に記載の空席判定装置。
【請求項３】
前記シートバック側物体存否判定手段は、前記データ変換手段が変換した直交座標画像を基にして前記シートバックの推定位置における対象物のシート幅方向での前面の凹凸形状を求め、前記シートバックの推定位置のシート幅方向の中央領域が左右の領域よりも突出している場合、または、シート幅方向の左右の領域の少なくともいずれか一方に空席時にはあり得ない閾値以上に突出する部分が存在している場合に、特徴量が含まれているものと判定することを特徴とする請求項１または２に記載の空席判定装置。
【請求項４】
前記シートクッション側物体存否判定手段は、前記データ変換手段によって上下方向と前後方向を含む平面に投影した平面投影二値画像に対し、前記シートクッションの推定位置を含む範囲で物体の存在を示す画素の探索を行い、その探索した画素のシート上下方向の分布に基づいて対象物のシート上下方向の肉厚を求め、その肉厚が空席時にはあり得ない閾値以上の値である場合に、特徴量が含まれているものと判定することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の空席判定装置。
【請求項５】
前記シートクッション側物体存否判定手段は、前記データ変換手段によって上下方向と前後方向を含む平面に投影した平面投影二値画像に対し、前記シートクッションの推定位置を含む範囲で物体の存在を示す画素の探索を行い、その探索した画素によって座面部近似直線を求め、その座面部近似直線上の任意の点の高さが空席時にはあり得ない閾値以上の値の場合に、特徴量が含まれているものと判定することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の空席判定装置。
【請求項６】
前記シートクッション側物体存否判定手段は、前記データ変換手段によって上下方向と前後方向を含む平面に投影した平面投影二値画像に対し、前記シートクッションの推定位置を含む範囲で物体の存在を示す画素の探索を行い、その探索した画素によって座面部近似直線を求め、その座面部近似直線の傾斜角度が空席時にはあり得ない角度である場合に、特徴量が含まれているものと判定することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の空席判定装置。
【請求項７】
シートに乗員が存在するか否かを判定する空席判定方法において、
シート部分の距離画像データを距離画像センサによって取得し、
この距離画像センサで取得した距離画像データを、前記シートの前後方向、上下方向、左右方向を軸とした直交座標画像に変換するとともに、さらにその直交座標画像を平面に投影した平面投影二値画像に変換し、
高さ方向と前後方向を含む平面に投影した平面投影二値画像に対して上下方向に画素の探索を行い、物体の存在を示す画素の数が閾値以上に多い領域をシートバック位置と推定し、
高さ方向と前後方向を含む平面に投影した平面投影二値画像に対して前後方向に画素の探索を行い、物体の存在を示す画素の数が閾値以上に多い領域をシートクッション位置と推定し、
シートバック以外の物体が存在することを意味する特徴量が、前記平面投影二値画像または直交座標画像の前記シートバックの推定位置に含まれているか否かを判定するとともに、
シートクッション以外の物体が存在することを意味する特徴量が、前記平面投影二値画像または直交座標画像の前記シートクッションの推定位置に含まれているか否かを判定し、
シートバックの推定位置とシートクッションの推定位置のいずれにも前記特徴量が含まれていないものと判定した場合に、空席と判定することを特徴とする空席判定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、距離画像データを基にしてシート上に乗員が存在するか否かを判定する空席判定装置、及び、空席判定方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両のシート部分を距離画像センサによって斜め上方から撮影し、その撮影データを解析することによってシート上の乗員の有無や体格等を検出する乗員検出装置が案出されている（例えば、特許文献１〜５参照）。
【０００３】
特許文献１,２に記載の装置は、距離画像センサによって取得した距離画像データを基にしてシートと乗員の表面形状を検出し、その検出した表面形状と予め記憶されているデータを比較することによって乗員の体格等を検出するものである。
【０００４】
特許文献３に記載の装置は、距離画像センサによって取得した距離画像データを基にしてシートボトムが検出されているか否かを判定し、シートボトムが検出されていない場合に乗員がシートに着座しているものと判定するものである。
【０００５】
特許文献４に記載の装置は、距離画像センサによって取得した距離画像データを基にしてシートの縫い目によるエッジ（基準線）を検出し、そのエッジの検出状態に応じて乗員の有無を判定するものである。
【０００６】
特許文献５に記載の装置は、距離画像センサによって取得した距離画像データを基にしてシート付近の反射位置の凹凸形状やエッジを検出し、その検出結果に応じて乗員の有無等を判定するものである。
【０００７】
また、距離画像センサを用いない空席判定装置の技術としては、車室内の天井部からシートに向けて光の照射を行い、反射位置がシートの座面であるか乗員の大腿部であるかによって空席を判定するものも案出されている（例えば、特許文献６参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００８−２８３８号公報
【特許文献２】特開２００７−２２４０１号公報
【特許文献３】特表２００４−５０３７５９号公報
【特許文献４】特開２００２−８０２１号公報
【特許文献５】特開平１１−７８６５７号公報
【特許文献６】特開平１１−１４７５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、上記のいずれの装置においても、乗員がシート上の偏った位置にいる場合、特に、シートに着座する乗員が体積の小さい子供で、しかも、その子供がシート上で立ち上がったり、横になったりしている場合には、シート上の乗員の存否を正確に判定することが難しい。
【００１０】
そこでこの発明は、乗員の体格や姿勢等に拘わらずシート上の乗員の存否を正確に判定することのできる空席判定装置、及び、空席判定方法を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１に係る発明は、シート（例えば、実施形態のシート１Ｂ）に乗員が存在するか否かを判定する空席判定装置において、シート部分の距離画像データを取得する距離画像センサ（例えば、実施形態の距離画像センサ４）と、この距離画像センサで取得した距離画像データを、前記シートの前後方向、上下方向、左右方向を軸とした直交座標画像に変換するとともに、その直交座標画像を平面に投影した平面投影二値画像に変換するデータ変換手段（例えば、実施形態のデータ変換手段４０）と、このデータ変換手段によって高さ方向と前後方向を含む平面に投影した平面投影二値画像に対して上下方向に画素の探索を行い、物体の存在を示す画素の数が閾値以上に多い領域をシートバック位置と推定するシートバック位置推定手段（例えば、実施形態のシートバック位置推定手段２５）と、前記データ変換手段によって高さ方向と前後方向を含む平面に投影した平面投影二値画像に対して前後方向に画素の探索を行い、物体の存在を示す画素の数が閾値以上に多い領域をシートクッション位置と推定するシートクッション位置推定手段（例えば、実施形態のシートクッション位置推定手段２６）と、シートバック以外の物体が存在することを意味する特徴量が、前記データ変換手段によって変換された平面投影二値画像または直交座標画像の前記シートバックの推定位置に含まれているか否かを判定するシートバック側物体存否判定手段（例えば、実施形態のシートバック側物体存否判定手段２７）と、シートクッション以外の物体が存在することを意味する特徴量が、前記データ変換手段によって変換された平面投影二値画像または直交座標データの前記シートクッションの推定位置に含まれているか否かを判定するシートクッション側物体存否判定手段（例えば、実施形態のシートクッション側物体存否判定手段２８）と、前記シートバック側物体存否判定手段と前記シートクッション側物体存否判定手段が、ともに前記特徴量が含まれていないものと判定したときに空席と判定する最終判定手段（例えば、実施形態の最終判定手段２９）と、を備えていることを特徴とするものである。
これにより、距離画像センサが取得したシート部分の距離画像データを基に、シートバック位置推定手段とシートクッション位置推定手段がシートバックの位置とシートクッションの位置をそれぞれ推定し、これらの推定した各位置において、シートバック側物体存否判定手段とシートクッション側物体存否判定手段が平面投影二値画像や直交座標画像に対して特徴量の有無を判定するようになる。そして、このときいずれの判定でも「特徴量が含まれていない」との判定が為された場合に、最終判定手段が空席と判定する。
【００１２】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の空席判定装置において、前記シートバック側物体存否判定手段は、前記データ変換手段によって上下方向と前後方向を含む平面に投影した平面投影二値画像に対し、前記シートバックの推定位置を含む範囲で物体の存在を示す画素の探索を行い、その探索した画素のシート前後方向の分布に基づいて対象物のシート前後方向の肉厚を求め、その肉厚が空席時にはあり得ない閾値以上の値である場合に、特徴量が含まれているものと判定することを特徴とするものである。
これにより、乗員がシートバックに近接して存在する場合には、シートバックの推定位置を含む画素の探索を行ったときに、画素の分布から求まる対象物のシート前後方向の肉厚が閾値以上に大きくなることから、シートバック側物体存否判定手段は、特徴量が含まれている（空席でない）ものと判定する。また、画素の分布から求まる対象物のシート前後方向の肉厚が閾値に満たない場合には、シートバック側物体存否判定手段は、特徴量が含まれていないものと判定する。
【００１３】
請求項３に係る発明は、請求項１または２に記載の空席判定装置において、前記シートバック側物体存否判定手段は、前記データ変換手段が変換した直交座標画像を基にして前記シートバックの推定位置における対象物のシート幅方向での前面の凹凸形状を求め、前記シートバックの推定位置のシート幅方向の中央領域が左右の領域よりも突出している場合、または、シート幅方向の左右の領域の少なくともいずれか一方に空席時にはあり得ない閾値以上に突出する部分が存在している場合に、特徴量が含まれているものと判定することを特徴とするものである。
これにより、乗員がシートバックの幅方向の中央領域に位置する場合には、シートバックの推定位置のシート幅方向の中央領域が左右の領域よりも突出することから、シートバック側物体存否判定手段は、特徴量が含まれている（空席でない）ものと判定する。さらに、乗員がシートバックの幅方向の左右のいずれかの領域に偏って位置する場合には、シート幅方向の左右のいずれかの領域が乗員とシートバックの厚みによって閾値以上に突出することから、シートバック側物体存否判定手段は、特徴量が含まれている（空席でない）ものと判定する。この場合、乗員によってシートバックが隠蔽されて、画素の探索からは乗員分の厚みしか検出されない状況であっても、シート上の乗員の存在が確実に判定されることになる。また、シートバックの推定位置のシート幅方向の中央領域が左右の領域よりも突出せず、しかも、シート幅方向の左右のいずれの領域も閾値以上に突出しない場合には、シートバック側物体存否判定手段は、特徴量が含まれていないものと判定する。
【００１４】
請求項４に係る発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の空席判定装置において、前記シートクッション側物体存否判定手段は、前記データ変換手段によって上下方向と前後方向を含む平面に投影した平面投影二値画像に対し、前記シートクッションの推定位置を含む範囲で物体の存在を示す画素の探索を行い、その探索した画素のシート上下方向の分布に基づいて対象物のシート上下方向の肉厚を求め、その肉厚が空席時にはあり得ない閾値以上の値である場合に、特徴量が含まれているものと判定することを特徴とするものである。
これにより、乗員がシートクッション上に存在する場合には、シートクッションの推定位置を含む範囲で画素の探索を行ったときに、画素の分布から求まる対象物のシート上下方向の肉厚が閾値以上に大きくなることから、シートクッション側物体存否判定手段は、特徴量が含まれている（空席でない）ものと判定する。また、画素の分布から求まる対象物のシート上下方向の肉厚が閾値に満たない場合には、シートクッション側物体存否判定手段は、特徴量が含まれていないものと判定する。
【００１５】
請求項５に係る発明は、請求項１〜４のいずれか１項に記載の空席判定装置において、前記シートクッション側物体存否判定手段は、前記データ変換手段によって上下方向と前後方向を含む平面に投影した平面投影二値画像に対し、前記シートクッションの推定位置を含む範囲で物体の存在を示す画素の探索を行い、その探索した画素によって座面部近似直線を求め、その座面部近似直線上の任意の点の高さが空席時にはあり得ない閾値以上の値の場合に、特徴量が含まれているものと判定することを特徴とするものである。
これにより、乗員がシートクッション上に存在する場合には、探索画素から求まる座面位置近似直線が空席時よりも全体的に高くなることから、座面位置近似直線上の点の高さは空席時にはあり得ない閾値以上の値となる。このとき、シートクッション側物体存否判定手段は、特徴量が含まれている（空席でない）ものと判定する。この場合、乗員によってシートクッションが隠蔽されて、画素の探索からは乗員分の厚みしか検出されない状況であっても、シートクッション側物体存否判定手段によりシート上の乗員の存在が確実に判定されることになる。また、座面位置近似直線上の点の高さが空席時にはあり得ない閾値以上の値にならない場合には、シートクッション側物体存否判定手段は、特徴量が含まれていないものと判定する。
【００１６】
請求項６に係る発明は、請求項１〜５のいずれか１項に記載の空席判定装置において、前記シートクッション側物体存否判定手段は、前記データ変換手段によって上下方向と前後方向を含む平面に投影した平面投影二値画像に対し、前記シートクッションの推定位置を含む範囲で物体の存在を示す画素の探索を行い、その探索した画素によって座面部近似直線を求め、その座面部近似直線の傾斜角度が空席時にはあり得ない角度である場合に、特徴量が含まれているものと判定することを特徴とするものである。
これにより、例えば、子供がシートクッション上に横になっている場合には、シートクッション上の前後方向の中央領域が上方に隆起することになることから、探索画素から求まる座面位置近似直線の傾斜角度は空席時にはあり得ない角度となる。このとき、シートクッション側物体存否判定手段は、特徴量が含まれている（空席でない）ものと判定する。この場合、画素の探索によってシート上下方向の厚みや座面部近似直線の高さを調べても乗員の存在を判定しにくい情況であっても、シートクッション上の乗員の存在が確実に判定されることになる。また、探索画素から求まる座面部近似直線の傾斜角度が空席時にはあり得ない角度でない場合には、シートクッション側物体存否判定手段は、特徴量が含まれていないものと判定する。
【００１７】
請求項７に係る発明は、シートに乗員が存在するか否かを判定する空席判定方法において、シート部分の距離画像データを距離画像センサによって取得し、この距離画像センサで取得した距離画像データを、前記シートの前後方向、上下方向、左右方向を軸とした直交座標画像に変換するとともに、さらにその直交座標画像を平面に投影した平面投影二値画像に変換し、高さ方向と前後方向を含む平面に投影した平面投影二値画像に対して上下方向に画素の探索を行い、物体の存在を示す画素の数が閾値以上に多い領域をシートバック位置と推定し、高さ方向と前後方向を含む平面に投影した平面投影二値画像に対して前後方向に画素の探索を行い、物体の存在を示す画素の数が閾値以上に多い領域をシートクッション位置と推定し、シートバック以外の物体が存在することを意味する特徴量が、前記平面投影二値画像または直交座標画像の前記シートバックの推定位置に含まれているか否かを判定するとともに、シートクッション以外の物体が存在することを意味する特徴量が、前記平面投影二値画像または直交座標画像の前記シートクッションの推定位置に含まれているか否かを判定し、シートバックの推定位置とシートクッションの推定位置のいずれにも前記特徴量が含まれていないものと判定した場合に、空席と判定することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１８】
この発明によれば、距離画像センサが取得したシート部分の距離画像データを基に、シートバック位置推定手段とシートクッション位置推定手段がシートバックの位置とシートクッションの位置を推定し、これらの推定した各位置において、平面投影二値画像や直交座標画像に対して特徴量の有無を判定するため、乗員の体格や姿勢等に拘わらずシート上の乗員の存否を正確に判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】この発明の一実施形態の空席判定装置を採用した車両の車室内の斜視図である。
【図２】この発明の一実施形態の空席判定装置の概略構成図である。
【図３】この発明の一実施形態の空席判定装置の画像処理の一部のイメージを示す図である。
【図４】この発明の一実施形態の空席判定装置の制御の流れを示すフローチャートである。
【図５】この発明の一実施形態の空席判定装置の制御の流れを示すフローチャートである。
【図６】この発明の一実施形態の空席判定装置の制御の流れを示すフローチャートである。
【図７】この発明の一実施形態の空席判定装置の画像処理過程で得られる平面投影二値画像である。
【図８】この発明の一実施形態の空席判定装置の画素探索のイメージを示す図である。
【図９】この発明の一実施形態の空席判定装置の画素探索のイメージを示す図である。
【図１０】この発明の一実施形態の空席判定装置の画素探索のイメージを示す図である。
【図１１】この発明の一実施形態の空席判定装置における背もたれ部近似直線の算出のイメージと前後方向の肉厚算出のイメージを示す図である。
【図１２】この発明の一実施形態の空席判定装置のシートバック形状の算出のイメージを示す図である。
【図１３】この発明の一実施形態の空席判定装置のシートバック形状の算出のイメージを示す図である。
【図１４】この発明の一実施形態の空席判定装置の画素探索のイメージを示す図である。
【図１５】この発明の一実施形態の空席判定装置における座面部近似直線の算出のイメージを示す図である。
【図１６】この発明の一実施形態の空席判定装置における上下方向の肉厚算出のイメージを示す図である。
【図１７】この発明の一実施形態の空席判定装置における座面部近似直線の高さの比較のイメージを示す図である。
【図１８】この発明の一実施形態の空席判定装置における座面部近似直線の傾斜角度の比較のイメージを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、この発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、この実施形態の空席判定装置１０を採用した車両の車室内を示す図であり、同図中１Ａ，１Ｂは、運転席側と助手席側のシート、２は、前席前方に配置されたインストルメントパネル、３は、インストルメントパネル２内の助手席前方位置に配置されたエアバッグモジュールである。また、４は、運転席と助手席の間の天井部に助手席側に向けて設置された単眼式の距離画像センサであり、５は、距離画像センサ４の検出信号を受けて助手席の乗員の有無を判定し、衝撃の入力時に、その判定結果に応じてエアバッグモジュール３の作動を制御する制御装置である。
空席判定装置１０は、距離画像センサ４と制御装置５を主要な要素として構成され、距離画像センサ４で取得した距離画像データに対して各種の画像処理を行い、その画像処理の結果に基づいて、助手席の乗員の有無を判定する。
【００２１】
図２は、空席判定装置１０の概略構成を示す図である。
この実施形態の距離画像センサ４は、照射された光が対象物で反射し戻ってくるまでの時間を計測し、その時間を基にして対象物までの距離を求めるＴＯＦ（time of flight）方式のセンサを採用している。
距離画像センサ４は、発光部６が、近赤外線ＬＥＤ１１と、近赤外線ＬＥＤ１１を所定周波数でパルス発光させる駆動回路１２と、近赤外線ＬＥＤ１１の光を散乱させて対象物に照射する散乱板１３と、によって構成され、受光部７が、対象物で反射した光を集光する集光レンズ１５と、ノイズ光を除去するフィルター１６と、フィルター１６を透過した光のエネルギーを電荷として蓄積し電圧信号に変換するＣＣＤ撮像素子１７と、によって構成されている。そして、距離画像センサ４は、発光部６と受光部７が処理部１９によって制御され、処理部１９内の距離画像生成部１９Ａと輝度画像生成部１９Ｂが発光パルスと受光パルスの位相のずれを基にして距離画像データと輝度画像データを生成するようになっている。
距離画像センサ４の処理部１９で生成された距離画像データと輝度画像データは制御装置５に出力される。
【００２２】
制御装置５は、距離画像センサ４から入力された距離画像データを、シート１Ｂの前後方向（Ｔ方向）、左右方向（Ｂ方向）、上下方向（Ｈ方向）を軸とした直交座標画像に変換する直交座標変換部２０と、直交座標画像を、二軸を含む平面に投影した平面投影二値画像に変換する二値画像変換部２１とを備えている。二値画像変換部２１は、必ずしも直交する三平面の全てに投影した３種の二値画像に変換する必要はないが、少なくともシート１Ｂの前後方向と上下方向を含む平面に投影した二値画像に変換する。
この実施形態においては、直交座標変換部２０と二値画像変換部２１がデータ変換手段４０を構成している。
【００２３】
図３は、直交座標変換部２０での処理の一部のイメージを示したものである。
直交座標変換部２０では、距離画像センサ４で取得した距離画像データを、図３に示すように、シート１Ｂを中心とした直交座標内の細分化した立方体空間（voxel）にあてはめ、対象物の表面形状を数値化する。
二値画像変換部２１は、直交座標変換部２０で得られた対象物の表面形状をシート１Ｂの側方から見える平面に投影した平面投影二値画像に変換し、その後の画像処理に備える。
【００２４】
また、制御装置５は、二値画像変換部２１で変換した平面投影二値画像に対して画素の探索を行ってシートバックとシートクッションの位置をそれぞれ推定するシートバック位置推定手段２５、及び、シートクッション位置推定手段２６と、平面投影二値画像や直交座標画像内のシートバック推定位置ＳＢとシートクッション推定位置ＳＣに、シートバックやシートクッション以外の物体が存在することを意味する特徴量が含まれているか否かを判定するシートバック側物体存否判定手段２７、及び、シートクッション側物体存否判定手段２８と、シートバック側物体存否判定手段２７とシートクッション側物体存否判定手段２８の判定結果に基づいてシート１Ｂ上に乗員が存在するか否かを判定する最終判定手段２９と、を備えている。制御装置５は、最終判定手段２９の判定結果を反映させて、助手席側のエアバッグモジュール３の衝突時における作動の有無を制御する。
【００２５】
シートバック側物体存否判定手段２７は、平面投影二値画像上の画素の分布からシートバック推定位置ＳＢにおける判定対象物のシート前後方向の肉厚を求め、その求めた肉厚が空席時にはあり得ない閾値以上の値であるか否かを判定する前後厚み判定部３０と、直交座標画像を基にしてシートバック推定位置ＳＢにおける判定対象物のシート幅方向での前面の凹凸形状を求め、その求めた凹凸形状が空席時にはあり得ない特徴を持つか否かを判定する形状判定部３１と、を備えている。これらの前後厚み判定部３０と形状判定部３１の機能詳細については後に説明する。
【００２６】
また、シートクッション側物体存否判定手段２８は、平面投影二値画像上の画素の分布からシートクッション推定位置ＳＣにおける判定対象物のシート上下方向の肉厚を求め、その求めた肉厚が空席時にはあり得ない閾値以上の値であるか否かを判定する上下厚み判定部３２と、平面投影二値画像上の画素の分布から対象物の座面部の概略高さを求め、そこで求めた座面部の概略高さが空席時にはあり得ない閾値以上の値であるか否かを判定する高さ判定部３３と、高さ判定部３３と同様にして求めた対象物の座面部の傾斜角度が空席時にはあり得ない角度であるか否かを判定する傾斜判定部３４と、を備えている。これらの高さ判定部３３と傾斜判定部３４についても機能の詳細は後に説明する。
【００２７】
つづいて、制御装置５による処理の概要を図４〜図６のフローチャートに沿って説明する。
最初に、ステップＳ１０１において、距離画像センサ４から距離画像と輝度画像のデータを受け取り、ステップＳ１０２において、距離画像をＴ軸，Ｂ軸，Ｈ軸を持つ直交座標画像に変換する。次に、ステップＳ１０３において、直交座標画像を上下方向と前後方向を含む平面投影二値画像に変換する。ここまでの処理は、データ変換手段４０によって行われる。図７は、このとき得られた平面投影二値画像の一例を示す。
【００２８】
ステップＳ１０４においては、ステップＳ１０３で得られた平面投影二値画像に対し、図８に示すように、上下方向（Ｈ方向）の予め設定した探索区間Ｈ１〜Ｈ２内で上方から下方に向かって画素の探索を行う。この探索では、例えば、所定面積の矩形状の探索窓ｗを上方から下方に向かって移動させ、その間に探索窓ｗ内に保持される物体の存在を示す画素の数を調べる。
次のステップＳ１０５においては、ステップＳ１０４の探索結果に基づき画素の数が閾値以上に多い上下方向の領域をシートバック位置と推定する。このステップＳ１０５では、例えば、上記の探索窓内に保持される画素の数が最も多い区間が、規定値以上の画素数である場合に、その区間をシートバック位置と推定する。また、ステップＳ１０４の探索において、図９に示すように、Ｈ２まで探索を行ってもシートバック位置と推定できる区間が存在しない場合には、シートバックがリクライニング状態（後方に大きく倒されている状態）である可能性が高いため、例えば、図１０に示すように、シートバックの存在する可能性の高い後方側の所定区間Ｔ１〜Ｔ２に対して後方側から前方側に向かって上記と同様に画素の探索を行い、それによってシートバックの存在を確認する。ステップＳ１０４，Ｓ１０５の処理はシートバック位置推定手段２５によって行われる。
【００２９】
つづくステップＳ１０６では、シートバック側の物体の存否の判定を行う（シートバック側物体存否判定手段２７での処理）。図５は、ステップＳ１０６の処理の詳細を示すものである。
図５のステップＳ２０１においては、図１１に示すように、平面投影二値画像上のシートバック推定位置ＳＢにある画素に対して、高さ方向（Ｈ方向）の平均値列を算出し、その平均値列から最小二乗法にて背もたれ部近似直線Ｌｂを求める。そして、背もたれ部近似直線Ｌｂと直交する直線上にある全画素の直線Ｌｂとの平均離間距離を２倍したものを対象物のシート前後方向の肉厚Ｔｂとして算出する。
【００３０】
ステップＳ２０２においては、ステップＳ２０１で求めた肉厚Ｔｂが空席時にはあり得ない閾値以上の値であるか否かを判定し、ここでＹｅｓの場合には、「乗員有り」（特徴量が含まれている）と判定し、Ｎｏの場合には、ステップＳ２０３へと進む。
乗員がシートバック部分に存在する場合には、シートバック自体の厚みに乗員の厚みを加算した厚みが検出されるはずであるが、シートバックが乗員によって距離画像センサ４から隠蔽される場合には、乗員の厚みだけが検出されることになり、空席との違いが現れにくい。ステップＳ２０３以降の処理はこれに対処するためのものである。
【００３１】
ステップＳ２０３においては、直交座標画像上のシートバック推定位置ＳＢにある画素を調べることにより、シートバック推定位置ＳＢにおける対象物の前面の凹凸形状をシート幅方向に亘って検出する。この場合、例えば、図１２に示すように、直交座標画像を基にシートバックの前面視におけるシートバック推定位置ＳＢのＲＯＩ（Region of Interest）を作成し、そのＲＯＩにおける前面の凹凸高さをシート幅方向の左領域、中央領域、右領域に分けて調べる。図１３は、前記ＲＯＩにおける前面の凹凸高さ（画素の分布）を調べた結果を示す図であり、同図ではシート幅方向（Ｂ方向）の左右の領域が中央領域よりも突出している。
【００３２】
次のステップＳ２０４においては、ステップＳ２０３での調査結果に基づき、シート幅方向の中央領域が左右の領域よりも突出しているか否かを判定し、ここでＹｅｓの場合には、「乗員有り」（特徴量が含まれている）と判定し、Ｎｏの場合には、ステップＳ２０５へと進む。
シートバックの幅方向の両側部には前方に膨出するサイトサポート部が有り、空席時にはサイドサポート部が中央領域よりも前方に突出して検出されるが、乗員がシートバックの幅方向中央に存在している場合には、シート幅方向の中央領域が左右の領域よりも突出して検出される。ステップＳ２０４では、このことに着目して特徴量の有無を判定している。
ところが、乗員は必ずしもシートバックの中央に存在するとは限らず、シートバックの左右の一方側に偏って存在する場合には、ステップＳ２０４において特徴量として現れない。次のステップＳ２０５はこれに対処するためのものである。
【００３３】
ステップＳ２０５においては、ステップＳ２０３での調査結果に基づき、シート幅方向の左右の少なくともいずれか一方の領域に空席時にはあり得ない閾値Ａ（図１３参照）以上に突出する領域が存在するか否かを判定し、ここでＹｅｓの場合には、「乗員有り」（特徴量が含まれている）と判定し、Ｎｏの場合には、シートバック側の物体存否判定の処理を終了し、図４のステップＳ１０７へと進む。
【００３４】
ステップＳ１０７においては、ステップＳ１０３で得られた平面投影二値画像に対し、図１４に示すように、前後方向（Ｔ方向）の予め設定した探索区間Ｔ３〜Ｔ４内で前後方向に画素の探索を行う。この画素探索では、前述と同様に、例えば、探索窓ｗを前後方向に移動させ、その間に探索窓ｗ内に保持される物体の存在を示す画素の数を調べる。
【００３５】
次のステップＳ１０８においては、ステップＳ１０７の探索結果に基づき画素の数が閾値以上に多い前後方向の領域をシートクッション位置と推定する。このステップＳ１０８では、例えば、上記の探索窓ｗ内に保持される画素の数が、規定値以上となる最初の区間をシートクッション位置と推定する。ここまでのステップＳ１０７，Ｓ１０８の処理はシートクッション位置推定手段２６によって行われる。
【００３６】
次のステップＳ１０９においては、シートクッション側の物体の存否の判定を行う（シートクッション側物体存否判定手段２８での処理）。図６は、ステップＳ１０９の処理の詳細を示すものである。
図６のステップＳ３０１においては、平面投影二値画像上のシートクッション推定位置ＳＣにある画素に対して、前後方向（Ｔ方向）の平均値列を算出し、その平均値列から最小二乗法にて、図１５に示す座面部近似直線Ｌｃを求める。そして、図１６に示すように、座面部近似直線Ｌｃと直交する直線上にある全画素の直線Ｌｃとの平均離間距離を２倍したものをシート上下方向の対象物の肉厚Ｔｈとして算出する。
【００３７】
つづくステップＳ３０２においては、ステップＳ３０１で求めた肉厚Ｔｈが空席時にはあり得ない閾値以上の値であるか否かを判定し、ここでＹｅｓの場合には、「乗員有り」（特徴量が含まれている）と判定し、Ｎｏの場合には、ステップＳ３０３へと進む。
乗員がシートクッション上に存在する場合には、シートクッション自体の厚みに乗員の厚みを加算した厚みが検出されるはずであるが、シートクッションが乗員によって距離画像センサ４から隠蔽される場合には、空席との違いが現れにくくなる。このため、次のステップＳ３０３ではこれに対処するための処理を行う。
【００３８】
ステップＳ３０３では、ステップＳ３０１で求めた座面部近似直線Ｌｃ上の点が空席時にはあり得ない閾値以上の値であるか否かを判定する。具体的には、例えば、図１７（Ｂ）に示すように、シートクッション推定位置Ｓｃの範囲での座面部近似直線Ｌｃの上下方向の中心点Ｃ１を求め、その中心点Ｃ１の値が、空席時の座面部近似直線Ｌｃ（図１７（Ａ）参照）の上下方向の中心点Ｃ０としてあり得ない閾値以上の値であるか否かを判定する。そして、ここでＹｅｓの場合には、「乗員有り」（特徴量が含まれている）と判定し、Ｎｏの場合には、ステップＳ３０４へと進む。
ここで、乗員がシートクッション上に普通に着座している場合には、上記のステップＳ３０２,Ｓ３０３のいずれかで「乗員有り」の判定が為されるはずであるが、例えば、子供がシートクッション上で横になっている場合には、空席との違いが現れにくい。このため、次のステップＳ３０４ではこれに対処するための処理を行う。
【００３９】
即ち、ステップＳ３０４では、ステップＳ３０１で求めた座面部近似直線Ｌｃの傾斜角度θ１（図１８（Ｂ）参照）を求め、その傾斜角度θ１が空席時の傾斜角度θ０（図１８（Ａ）参照）としてはあり得ない角度であるか否かを判定する。具体的には、空席時には、図１８（Ａ）に示すように、座面部近似直線Ｌｃが後方に所定角度の範囲で下方傾斜するはずであるが、子供がシートクッション上で横になっている場合には、図１８（Ｂ）に示すように、座面部前端側が子供よりも低位となって前方に下方傾斜するため、座面部近似直線Ｌｃの傾斜角度θ１を基にして子供等が存在することを判定することができる。つまり、このステップＳ３０４でＹｅｓの場合には、「乗員有り」（特徴量が含まれている）と判定し、Ｎｏの場合には、シートクッション側の物体存否判定の処理を終了する。シートクッション側の物体存否判定の処理を終了した後には、図４の処理に戻り、「空席である」（特徴量が含まれていない）ものと判定する。
【００４０】
以上のように、この空席判定装置１０は、距離画像センサ４が取得したシート１Ｂ部分の距離画像データを基に、画像処理によってシートバックの位置とシートクッションの位置をそれぞれ推定し、これらの各推定位置において、平面投影二値画像や直交座標画像に対して物体の存在を意味する特徴量が含まれているか否かを判定するようにしているため、乗員の体格や姿勢に拘わらず、例えば、子供がシート１Ｂ上で立ち上がったり、横になっていたりする場合であっても、シート１Ｂ上の乗員の有無を正確に判定することができる。
【００４１】
特に、この実施形態の空席判定装置１０は、シートバックの推定位置で物体の存否を判定するにあたって、対象物のシート前後方向の肉厚が閾値以上の値であるか否かの判定を行った後に、閾値以上でない場合に、さらにシートバックの前面側の凹凸形状を基にした特徴量の有無の判定を行うようにしているため、シートバックが乗員によって隠蔽される場合においても、シートバックの推定位置での物体の存否を正確に判定することができる。
【００４２】
また、この実施形態の空席判定装置１０は、シートクッションの推定位置で物体の存否を判定するにあたって、対象物のシート上下方向の肉厚が閾値以上の値であるか否かの判定を行った後に、閾値以上でない場合に、さらにシートクッションの高さを基にした特徴量の有無の判定を行うようにしているため、シートクッションが乗員によって隠蔽される場合においても、シートクッションの推定位置での物体の存否を正確に判定することができる。
【００４３】
さらに、この実施形態の空席判定装置１０においては、シートクッションの推定位置で物体の存否を判定するにあたって、対象物のシート上下方向の肉厚が閾値以上の値であるか否かの判定を行い、さらにシートクッションの高さを基にした特徴量の有無の判定を行った後に、座面部近似直線Ｌｃの傾斜角度を基にして特徴量の有無を判定するようにしているため、子供がシートクッション上に横になっている場合にも、シートクッションの推定位置での子供の存否を正確に判定することができる。
【００４４】
なお、この発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。
【符号の説明】
【００４５】
１Ｂ…シート
４…距離画像センサ
２５…シートバック位置推定手段
２６…シートクッション位置推定手段
２７…シートバック側物体存否判定手段
２８…シートクッション側物体存否判定手段
２９…最終判定手段
４０…データ変換手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図１２】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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