(57)【要約】      （修正有）【課題】物体に対する人の位置を正確に検出すると共に、検出結果に応じて装置を制御するための手段を提供する。【解決手段】自動検出処理を用いてユーザの目の位置を検出して、検出された目の位置に基づいて物体に対するユーザの頭部の位置を自動的に決定するための方法及び装置である。乗物内のユーザの目の位置は、自動検出処理を用いて検出され、検出された目の位置に基づいて、ユーザの高さ情報と配向情報のうちの少なくとも１つを自動的に決定し、決定された情報にしたがって乗物内の機械装置が制御される。さらに、ユーザの目の赤外線反射率を用いてユーザの目の瞬きパターンを検出し、検出されたユーザの目の瞬きパターンにしたがってユーザからのメッセージが伝送される。【選択図】図１
2006209750.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動検出プロセスを使用してユーザ（５６）の目（５２ａ、５２ｂ）の位置を検出することと、
検出された前記目（５２ａ、５２ｂ）の位置に基づいて物体（４０）に対する前記ユーザ（５６）の頭部（５０）の位置を自動的に決定すること
を含む方法。
【請求項２】
自動検出プロセスを使用してユーザ（５６）の目（５２ａ、５２ｂ）の位置を検出することと、
検出された前記目（５２ａ、５２ｂ）の位置に基づいて物体（４０）に対する前記ユーザ（５６）の高さ情報と向き情報のうちの少なくとも１つを自動的に決定すること
を含む方法。
【請求項３】
前記自動検出プロセスは、前記目（５２ａ、５２ｂ）の位置を検出するために該目（５２ａ、５２ｂ）の赤外線反射率を使用する、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記自動検出プロセスは、少なくとも２つの角度から前記目（５２ａ、５２ｂ）を照明し、該照明に応答する反射の相違を使用して前記目（５２ａ、５２ｂ）の位置を検出する、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項５】
前記目（５２ａ、５２ｂ）の位置を検出することは、
少なくとも２つのセンサ（３０ａ、３０ｂ）により前記目（５２ａ、５２ｂ）の位置を検出し、該少なくとも２つのセンサ（３０ａ、３０ｂ）の検出結果に従って三角測量法を使用すること
を含む、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記ユーザ（５６）は２つの目（５２ａ、５２ｂ）を有し、前記目（５２ａ、５２ｂ）の位置を検出することは、該２つの目（５２ａ、５２ｂ）の間の瞳孔間隔（５４）に従ってそれぞれ該２つの目（５２ａ、５２ｂ）の位置を検出することを含む、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記物体（４０）は乗物内のエアバッグ（７２）であり、
前記決定された情報に従って前記エアバッグ（７２）の展開を制御すること
をさらに含む、請求項２乃至６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
前記物体（４０）は乗物内のサイドミラー（７６ａ、７６ｂ）又はバックミラー（７４）であり、該サイドミラー（７６ａ、７６ｂ）又はバックミラー（７４）の位置は、前記決定された情報に従って制御される、請求項２乃至６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
前記ユーザ（５６）及び前記物体（４０）は乗物の内部にあり、前記決定された情報は、該乗物の差し迫る衝突を示し、
前記決定された情報に従って衝突前是正処置及び／又は衝突後是正処置を自動的に実施すること
をさらに含む、請求項２乃至６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
前記ユーザ（５６）の目（５２ａ、５２ｂ）の赤外線反射率を使用してユーザ（５６）の目（５２ａ、５２ｂ）の瞬きパターンを検出することと、
検出された前記ユーザ（５６）の目（５２ａ、５２ｂ）の瞬きパターンに従って該ユーザ（５６）からのメッセージを送出すること
を含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物体に対する人の位置や動作を検出する手段に関し、特に、乗物内の人の位置や動作を検出して、何らかのアクションを実施する手段に関する。
【背景技術】
【０００２】
乗物の乗員の位置を検出することは、さまざまな産業において非常に有用である。かかる情報を使用する１つの産業は自動車産業であり、エアバッグが展開される領域に対して乗員の位置を検出することにより、自動車の衝突又は他の事故のためにエアバッグが展開する時に発生する損傷を防止する。一般に、現在の解決法は、乗員の圧力又は体重を検出して座席がふさがっているか否かを判断する、座席センサを含むセンサの組合せに依存する。
【特許文献１】米国特許公開第２００４０１７０３０４号明細書
【特許文献２】米国特許出願第１０／８４３，５１７号明細書
【特許文献３】米国特許出願第１０／７３９，８３１号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、このシステムは、たとえば背の高い乗員、背の低い乗員、又は衝突中に位置がずれた乗員を区別しないため、位置がずれた乗員に対しエアバッグが爆発的な衝撃を与えることから依然として損傷がもたらされる可能性がある。さらに、乗員の位置を検出するために重量センサを使用する場合、急な減速時にエアバッグが間違って展開される可能性がある。
【０００４】
他の解決法では、乗員の位置を決定するために乗物の屋根に静電容量センサを設ける。しかしながら、重量センサ又は圧力センサと同様に、静電容量センサは、子供等の小さな乗員の正確な位置決め情報を提供しない。静電容量センサはまた、実施するために乗物の屋根に広い面積が必要であり、既存の乗物において容易に実施することができない。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明のさまざまな実施形態は、（ａ）自動検出プロセスを使用してユーザの目の位置を検出すること、（ｂ）検出された目の位置に基づいて物体に対するユーザの頭部の位置を自動的に決定することを含む方法を提供する。
【０００６】
本発明のさまざまな実施形態は、（ａ）自動検出プロセスを使用してユーザの目の位置を検出すること、（ｂ）検出された目の位置に基づいて物体に対するユーザの高さ情報と向き情報（すなわち配向情報）のうちの少なくとも１つを自動的に決定することを含む方法を提供する。
【０００７】
さらに、本発明のさまざまな実施形態は、（ａ）ユーザの目の赤外線反射率又はユーザの目の角度差のある照明を使用して乗物内部のユーザの目の位置を検出すること、（ｂ）検出された目の位置に基づいてユーザの高さ情報と向き情報のうちの少なくとも１つを自動的に決定すること、及び（ｃ）決定されたユーザの情報に従って乗物内部の機械装置を制御することを含む方法を提供する。
【０００８】
本発明のさまざまな実施形態は、（ａ）目の赤外線反射率又は目の角度差のある照明を使用して乗物内部のユーザの目の位置を検出すること、（ｂ）検出された目の位置に基づいてユーザの頭部の位置を自動的に決定すること、及び（ｃ）決定された頭部の位置に従って乗物内部の機械装置を制御することを含む方法を提供する。
【０００９】
本発明のさまざまな実施形態は、（ａ）自動検出プロセスを使用してユーザの目の位置を検出すること、（ｂ）検出された目の位置に基づいてユーザの位置を決定すること、及び（ｃ）決定された位置に従って衝突前処置及び／又は衝突後処置を自動的に実施することを含む方法を提供する。
【００１０】
本発明のさまざまな実施形態は、（ａ）ユーザの目の赤外線反射率を使用してユーザの目の瞬きパターンを検出すること、及び（ｂ）検出されたユーザの目の瞬きパターンに従ってユーザからのメッセージを送出することを含む方法をさらに提供する。
【００１１】
本発明のこれら及び／又は他の態様及び利点は、添付図面とともに実施形態の以下の説明から明らかとなり且つより容易に理解されよう。
【実施例】
【００１２】
ここで、本発明の本実施形態を参照して本発明を詳細に参照する。添付図面に示したのは本発明の例示であり、図面を通して、同じ構成要素には同じ参照符号を付している。以下では、本発明を説明するために、図面を参照することにより本発明の実施形態について説明する。
【００１３】
図１は、本発明の１実施形態による、自動検出プロセスを使用して目の位置を検出し、検出した目の位置に基づいて物体に対する頭部の位置を自動的に決定するプロセス１００を示す図である。図１を参照すると、動作１０において、自動検出プロセスを使用してユーザの１つの目の位置を検出する。動作１０はユーザの１つの目について言及するが、本発明はユーザの単一の目を検出することには限定されない。たとえば、自動検出プロセスを使用してユーザの両目の位置を検出してもよい。
【００１４】
「自動」という用語は、検出プロセスが、人間による検出とは対照的に、機械によって自動的に実行されることを示す。機械には、たとえば、コンピュータプロセッサ及びセンサが含まれてもよい。同様に、本明細書では、さまざまなプロセスを「自動的に」実行されるものとして説明する場合があり、それにより、プロセスが、人間による実行とは対照的に機械により自動的に実行されることを示す。
【００１５】
目（複数可）の位置を検出する自動検出プロセスは、たとえば、参照により本明細書に援用される、代理人整理番号１００３００１０−１号の、発明者Richard E. Haven、David J. Anvar、Julie E. Fouquet及びJohn S. Wenstrandによる２００３年２月２８日に出願された「APPARATUS AND METHOD FOR DETECTING PUPILS」と題する米国特許出願第１０／３７７，６８７号（米国特許公開第２００４０１７０３０４号）に開示されているもの等の角度差のある照明プロセスであってもよい。この角度差のある照明プロセスでは、一般に、角度の異なる照明の反射光間の差分に基づいて瞳孔を検出することにより、目の位置を検出する。より詳細には、光を異なる角度で放射し、角度の異なる照明の結果としての反射光の差を使用して、瞳孔を検出する。さらに、このプロセスでは、時間的に又は光の波長により分離された目の２つの画像を、センサ（複数可）によって取り込み且つ区別化する（例えば差分をとる）ことにより、２つの画像の間に生じた相違に基づいて目の位置を検出することができる。
【００１６】
別法として、目（複数可）の位置を検出する自動検出プロセスは、たとえば、参照により本明細書に援用されるものとする、代理人整理番号１００４００５２−１号の、発明者Julie E. Fouquet、Richard E. Haven及びScott W. Corzineによる２００４年５月１０日に出願された「METHOD AND SYSTEM FOR WAVELENGTH-DEPENDENT IMAGING AND DETECTION USING A HYBRID FILTER」と題する米国特許出願第１０／８４３，５１７号、及び代理人整理番号１００３１１３１−１号の、２００３年１２月１８日に出願された「METHOD AND SYSTEM FOR WAVELENGTH-DEPENDENT IMAGING AND DETECTION USING A HYBRID FILTER」と題する米国特許出願第１０／７３９，８３１号に開示されているもの等のプロセスであってもよい。このプロセスでは、一般に、対象とする顔及び／又は目のうちの少なくとも２つの画像を取得し、１つの画像を、たとえば検出器の軸において又はその軸上で取得し、他の画像を、たとえば検出器の軸からより離れる角度で取得する。したがって、対象とする目が開いている場合、２つの画像の間の相違によって目の瞳孔が強調され、これを使用して差分画像において瞳孔を検出することができない場合に、対象とする目が閉じていると推定することができる。
【００１７】
さらに、「METHOD AND SYSTEM FOR WAVELENGTH-DEPENDENT IMAGING AND DETECTION USING A HYBRID FILTER」と題する上述した米国特許出願に記述されているように、波長依存照明プロセスを実施してもよく、その場合、一般に、第１の波長またはその近辺及び第２の波長又はその近辺において受光される光の量を検出するために、第１の波長またはその近辺及び第２の波長又はその近辺の波長の光を通過させる一方で他のすべての波長を遮断するフィルタ層を有するハイブリッドフィルタを提供する。したがって、一般に、波長依存画像形成プロセスを実施して、対象とする目が閉じているか開いているかを検出する。
【００１８】
上述した自動検出プロセスの本明細書における概要は、単に概要としてのものであることが意図されている。本発明は、これらの自動検出プロセスの概要には限定されない。さらに、上述した自動検出プロセスは、単に、目（複数可）の位置を検出する自動検出プロセスの例としてのものであることが意図されている。本発明は、いかなる特定のプロセスにも限定されない。
【００１９】
図１を参照すると、プロセス１００は動作１０から動作１２に進み、動作１０において検出された少なくとも１つの目の位置に基づいて、ある物体に対するユーザの頭部の位置を決定する。動作１２において物体に対する頭部の位置を決定するには多くの異なる方法があり、本発明はいかなる特定の方法にも限定されない。
【００２０】
たとえば、本発明の一実施形態により、図１の動作１２において、ある物体に対するユーザの頭部の位置を、動作１０における検出結果に従って三角測量を使用して決定してもよい。たとえば、ステレオ・アイ（stereo eye）検出システムを使用する三角測量法を実施することにより、動作１０の検出に加えて立体画像形成を採用することによって、頭部の３次元位置を示す情報を生成することができる。
【００２１】
より詳細には、一例として、ステレオ・アイ検出システム（たとえば、３次元的に目を検出するシステム）では、アイ検出システムの各々が、動作１０において目の位置情報を提供する。そして、動作１２において、アイ検出システム間で三角測量法を使用することにより、より詳細な３次元頭部位置情報を提供する。さらに、動作１２において三角測量法を実施することにより、たとえば凝視角度情報を提供することができる。
【００２２】
精度を向上させるために、ステレオ・アイ検出システム間の画像形成のタイミングを適切に制御することができる。かかる制御を達成する複数の方法がある。たとえば、かかる制御を、各アイ検出システムにおいて、アイ検出システムによって同時に取得される画像を一時的に格納するバッファメモリを使用することによって達成することができる。それぞれのアイ検出システムのメモリは、たとえば、それぞれのアイ検出システムの画素センサアレイからダウンロードされる、たとえば別々のメモリ記憶ブロックであってもよい。別法として、画像データを、たとえば画素アレイ自体に一時的に格納してもよい。そして、たとえば、異なるアイ検出システムからの画像を逐次処理することにより、各画像から目の位置情報を抽出することができる。
【００２３】
ステレオ・アイ検出システムを使用する別の例として、たとえばメモリコンポーネントを除去することにより、バッファメモリのコスト又は画素の複雑性を低減することができる。たとえば、アイ検出システムは、たとえば一連の画像を連続して記録しているＣＭＯＳ画像センサを含むことができる。この場合、各画像センサの読み出し情報を、ライン毎にスキャンすることができる。実際には、第１のセンサからラインを読み出した後に第２のセンサから同じラインを読み出すことにより、同時に存在する画像を抽出してもよい。そして、２つの画像からの読み出しをインタリーブすることができる。交互の画像センサから後続するラインを択一的に読み出すことができる。そして、目の位置に関する情報を、読み出される画像データの交互のラインから構成される合成画像の各々から抽出し、それにより頭部の３次元位置を示す情報を提供することができる。
【００２４】
ステレオ・アイ検出システムの動作の上述した例は、単なる例示であることが意図されている。本発明は、ステレオ・アイ検出システムを動作させるいかなる特定の方法にも限定されない。
【００２５】
三角測量法を使用する代りに、動作１２において、動作１０における検出された少なくとも１つの目の位置に基づいてある物体に対するユーザの頭部の位置を決定するアルゴリズムを使用してもよい。アルゴリズムの一例は、たとえば、検出された目の位置から顔の構造の平均的な間隔を組み込むことにより、頭部の境界を推定することであってもよい。物体の位置が既知であるため、その物体に対する頭部の位置を推定された頭部の境界から決定することができる。当然ながら、これは単にアルゴリズムの一例であり、本発明はいかなる特定のアルゴリズムにも限定されない。
【００２６】
さらに、さらなる例として、図１の動作１２において、ある物体に対するユーザの頭部の位置を、ユーザの目の間の瞳孔間隔（または、眼間距離。以下同じ）を使用して決定してもよい。たとえば、物体の位置は既知である。たとえば、物体は、たとえばエアバッグ、ダッシュボード又はセンサであってもよい。したがって、決定された瞳孔間隔が広くなるほど、頭部の位置が物体に近いと推定することができる。当然ながら、これは単に、物体に対する頭部の位置を決定するために瞳孔間隔を使用する一例であり、本発明は、瞳孔間隔のこの特定の使用には限定されない。
【００２７】
したがって、図１の動作１２において、検出された少なくとも１つの目の位置に基づいて、ある物体に対する頭部の位置が決定される。たとえば、本発明の一実施形態によれば、ユーザが乗物の内部にいる場合、ユーザの少なくとも１つの目の位置を検出し、検出された目の位置に基づいて物体に対するユーザの頭部の位置を決定する。
【００２８】
本発明のさまざまな実施形態では、より詳細に後述するように、決定されたユーザの頭部の位置に従って、又は単に決定されたユーザの位置に従って、乗物の機械装置を適切に制御することができ、又は適切な是正処置を行うことができる。
【００２９】
たとえば、乗物内の物体はダッシュボードであってもよく、それにより、ダッシュボードに対する頭部の位置が決定される。そして、乗物の機械装置を、決定された位置に基づいて制御することができる。たとえば、本発明のさまざまな実施形態において、座席又はミラー（たとえば、バックミラー又はサイドミラー）を調整するために適切な制御を自動的に実行することができる。当然ながら、本発明は、物体がダッシュボードであること、又は制御される機械装置が座席又はミラーであることには限定されない。
【００３０】
別法として、本発明のさまざまな実施形態では、衝突前の是正処置を実施するために適切な制御を自動的に実行することができる。かかる衝突前の是正処置には、たとえば、シートベルトを作動させること、適切なブレーキ動作を実行すること、適切な速度制御を実行すること、適切な車両安定性制御を実行すること等を含むことができる。これらは、単に衝突前の是正処置（以下、衝突前是正措置）の例示であるあることが意図されており、本発明はこれらの例には限定されない。
【００３１】
さらに、本発明のさまざまな実施形態では、衝突後の是正処置（以下、衝突後是正措置）を実施するために適切な制御を自動的に実行することができる。かかる衝突後是正処置には、たとえば、支援を求めて自動的に電話すること、自動的にエンジンを遮断すること等を含めることができる。これらは、単に衝突後の衝突是正処置の例示であることが意図されており、本発明はこれらの例には限定されない。
【００３２】
したがって、「衝突前」是正措置は、衝突等の予測された事象の差し迫った発生の前にとられる処置である、ということを理解すべきである。「衝突後」是正処置は、衝突等の予測された事象の発生の後にとられる処置である。しかしながら、予測された事象は実際には発生しない可能性があるということを理解しなければならない。たとえば、衝突が実際には発生しないようにする衝突前処置を自動的に実施してもよい。
【００３３】
ある物体に対するユーザの頭部の位置を決定することを、乗物内部のユーザに関連して説明したが、本発明は、乗物の中のユーザの頭部の位置を決定することには限定されない。たとえば、本発明を、乗物内へのキーレスエントリのために乗物自体に対するユーザの目の位置を決定するように実施することができる。
【００３４】
したがって、プロセス１００において、自動検出プロセスを使用してユーザの目の位置が検出され、検出された目の位置に基づいて物体に対するユーザの頭部の位置が決定される。決定された頭部の位置により、さまざまな用途において決定された頭部の位置を使用することが可能になる。
【００３５】
図２は、本発明の一実施形態による、自動検出プロセスを使用してユーザの目の位置を検出し、検出された目の位置に基づいて物体に対するユーザの高さ情報と向き情報の少なくとも１つを自動的に決定するプロセス２００を示す図である。図２を参照すると、動作１４において、自動検出プロセスを使用して目の位置を検出する。たとえば、上述したさまざまな自動検出プロセスを使用して目の位置を検出することができる。しかしながら、本発明は、目の位置を検出するいかなる特定の自動プロセスにも限定されない。
【００３６】
プロセス２００は、動作１４から動作１６に進み、検出された目の位置に基づいて物体に対する少なくともユーザの高さ情報及び向き情報を決定する。たとえば、ユーザが車の座席に直立して座っているとすると、垂直次元（垂直方向）における目の位置は、直接ユーザの高さに対応する。しかしながら、ユーザが物体の近くにいる場合は、垂直次元における目（複数可）の位置から計算される高さが誤っている可能性がある。したがって、本発明の一実施形態では、ユーザが物体に近すぎる場合、ユーザまでの距離に対応するユーザの目の間の瞳孔間隔と一定の距離とを互いに関連付けることができ、その場合、一般に、瞳孔間隔が広いほどユーザが近いことに対応し、相対的に狭い瞳孔間隔はそれとは逆の対応関係を示す。
【００３７】
さらに、ユーザの頭部が右又は左に回転している場合、目の間の瞳孔間隔は、物体に対する目の距離が近いことを示す可能性がある。したがって、本発明の一実施形態により、頭部回転を決定するためにさらなる特徴付けを実施してもよい。たとえば、目に対するユーザの鼻の特徴抽出を使用して、頭部の回転により目の間隔がより狭いことと、頭部と物体との間の距離が短くなっていることにより目の間隔がより狭いことと、を区別することができる。
【００３８】
さらなる例として、ユーザの目の位置を検出するセンサを設けてもよく、センサの検出結果に従って、三角測量法を使用して高さ情報及び向き情報を決定することができる。
【００３９】
しかしながら、本発明は、ユーザの高さ情報及び向き情報を決定するいかなる特定の方法にも限定されない。
【００４０】
図３は、本発明の一実施形態による、ユーザの目の位置を検出して、検出された目の位置に基づいて物体に対するユーザの頭部の位置を自動的に決定するプロセス３００を示す図である。図３に示すように、ユーザの目５２ａ及び目５２ｂの位置を検出するセンサ３０を設ける。プロセス３００を説明するために１つのセンサ３０のみを使用するが、ユーザの目５２ａ及び目５２ｂの位置を検出するために２つ以上のセンサ３０を設けてもよい。たとえば、上述したように、三角測量法を使用してユーザの目５２ａ及び目５２ｂの位置を検出する複数のセンサを設けてもよい。
【００４１】
さらに、図３には、目５２ａ及び目５２ｂの間の瞳孔間隔５４が示されているが、これは、目５２ａ及び目５２ｂのそれぞれの位置を検出して、ユーザの目５２ａ及び目５２ｂの間の瞳孔間隔５４に従って物体４０に対する頭部５０の位置を決定するためのものである。図３を１つの物体４０を用いて説明するが、本発明を、２つ以上の物体４０に対する頭部５０の位置を決定するように実施してもよい。たとえば、本発明を、乗物の内部のハンドル及びミラーに対する頭部５０の位置を決定するように実施してもよい。
【００４２】
図３を参照すると、目５２ａ及び目５２ｂの位置を検出する自動検出プロセスを実行するために目５２ａ及び目５２ｂを照明する光源３２が設けられている。光源を、たとえば発光ダイオード（ＬＥＤ）又は他の任意の適切な光源を使用して実施してもよい。しかしながら、本発明は、いかなる特定のタイプ又は数の光源にも限定されない。
【００４３】
また図３に示すように、自動検出プロセスを実施するために、センサ３０及び光源３２にプロセッサ７０を接続する。しかしながら、本発明は、センサ３０及び光源３２に接続されるプロセッサ７０を提供することに限定されない。たとえば、プロセッサ７０をセンサ３０に設けて検出プロセスを実行してもよい。さらに、本発明は、いかなる特定のタイプのプロセッサにも限定されない。
【００４４】
図４は、本発明の一実施形態による、自動検出プロセスを使用してユーザの目の位置を検出し、検出された目の位置に基づいて物体に対する少なくともユーザの高さ及び向き情報を自動的に決定する装置５００を示す図である。図４に示すように、装置は、センサ３０及びプロセッサ７０を含む。センサ３０は、自動検出プロセスを使用して目の位置を検出し、プロセッサ７０は、検出された目の位置に基づいて物体に対するユーザの高さ及び向き情報を決定する。装置５００を、センサ３０及びプロセッサ７０を使用して説明するが、本発明は、単一プロセッサ及び／又は単一センサには限定されない。たとえば、本発明の一実施形態では、装置５００は、三角測量法を使用してユーザの目の位置を検出する少なくとも２つのセンサを含んでもよい。
【００４５】
したがって、本発明は、ユーザの目及び位置を検出する正確な方法及び装置を提供する。
【００４６】
さらに、本発明のさまざまな実施形態では、ユーザの頭部の位置を３次元空間で決定する。たとえば、図３に示すように、頭部５０、目５２ａ及び目５２ｂ並びに物体４０は、ｘ−ｙ−ｚ空間に存在するとし、頭部５０及び目５２ａ及び目５２ｂはｘ−ｙ平面に存在し、物体４０はｘ−ｙ平面に対して垂直なｚ軸に存在する。したがって、本発明は、ｘ−ｙ平面における検出された目５２ａ及び目５２ｂの位置に従ってｘ−ｙ平面における頭部５０の位置を決定することにより、ｚ軸における物体４０に対する頭部５０の位置を決定する。
【００４７】
図５Ａ及び図５Ｂは、本発明の一実施形態による、自動検出プロセスを使用して乗物の内部のユーザの目の位置を検出するプロセスを示す図である。図５Ａは、頭部５０並びに目５２ａ及び目５２ｂの平面図を示し、図５Ｂは、乗物内のユーザ５６の側面図を示す。図５Ａはまた、乗物のサイドミラー７６ａ及びサイドミラー７６ｂも示す。したがって、自動検出プロセスを使用して目５２ａ及び目５２ｂの位置を検出し、検出された目５２ａ及び目５２ｂの位置に基づいて頭部５０の位置を決定する。たとえば、目５２ａ及び目５２ｂの位置を検出するために視野８０を有するセンサ３０を設けることができる。目５２ａ及び目５２ｂの位置の検出を、上述したようなさまざまな自動検出プロセスを使用して実施することができる。たとえば、異なる角度から目５２ａ及び目５２ｂを照明し、その照明に応答する目５２ａ及び目５２ｂの反射に基づいて目５２ａ及び目５２ｂの位置を検出することにより、目５２ａ及び目５２ｂの位置を検出することができる。しかしながら、本発明は、目（複数可）の位置を検出するいかなる特定の方法にも限定されない。
【００４８】
図５Ｂは、乗物の前部座席（運転席）７８に座っているユーザ５６の側面を示す。図５Ｂに示すように、ユーザ５６は、乗物のハンドル６０の正面に座っており、乗物には、ハンドル６０内に取り付けられたエアバッグ７２及びバックミラー７４が設けられている。乗物内部のユーザ５６の目５２ａの位置を、たとえば目５２ａの赤外線反射率又は目５２ａの角度差のある照明を使用して検出する。そして、検出された目５２ａの位置に基づいて、ユーザ５６の高さ情報と向き情報のうちの少なくとも１つを決定する。上述したように、決定された高さ情報及び向き情報をさまざまな目的のために使用することができる。たとえば、センサ３０に対する、又はバックミラー７４に対するユーザ５６の決定された高さ及び向き情報に基づいて乗物のエアバッグ７２、バックミラー７４、ハンドル６０及び／又は前部座席７８を制御することができる。本発明の他の実施形態では、決定された高さ及び向き情報に従って適切な衝突前是正処置及び／又は衝突後是正処置をとることができる。
【００４９】
図５Ｂについて、ユーザ５６の正面に位置するエアバッグ７２を使用して説明するが、本発明は、ユーザの正面に位置する乗物のエアバッグには限定されない。たとえば、本発明を、決定されたユーザの高さ及び向き情報に従って乗物のサイドエアバッグを制御するように実施してもよい。さらに、本発明は、ミラーがバックミラーであることには限定されない。たとえば、ユーザ５６の高さ及び向き情報を、乗物の後部座席に座っている子供の乗員を監視又は見るために提供されるもの等の安全ミラーに対して決定してもよい。
【００５０】
図６Ａ、図６Ｂ及び図６Ｃは、本発明の一実施形態による、自動検出プロセスを使用して乗物内部のユーザの目の位置を検出するプロセスを示す図である。図６Ａは、視野８０を有するセンサ３０を使用して２次元界において目５２ａ及び目５２ｂの位置を検出することを示し、図６Ｂは、それぞれ視野８０ａ及び視野８０ｂを有するセンサ３０ａ及びセンサ３０ｂを使用して３次元界において目５２ａ及び目５２ｂの位置を検出することを示し、図６Ｃは、乗物の前部座席に座っているユーザ５６の側面を示す。図６Ｂに示すように、自動検出プロセスを使用して目５２ａ及び目５２ｂの位置を検出し、ユーザ５６の少なくとも高さ及び向き情報を決定するためにセンサ３０ａ及びセンサ３０ｂを設ける。上述したように、たとえば、少なくとも２つの角度から目５２ａ及び目５２ｂを照明し、照明に応答する反射の相違を使用して目５２ａ及び目５２ｂの位置を検出することにより、目５２ａ及び目５２ｂの位置を検出することができる。そして、たとえば、目５２ａ及び目５２ｂの検出された位置に基づいて目５２ａと目５２ｂの間の瞳孔間隔に従って、ユーザ５６の高さ及び向きを決定する。
【００５１】
ユーザの目（複数可）の検出された位置（複数可）に基づいてユーザの位置を決定することにより、ユーザの位置情報のさまざまな適用が可能になる。たとえば、座席、ミラー及びエアバッグ等のさまざまな機械装置を、決定されたユーザの位置に従って調整することができる。
【００５２】
さらに、たとえば、決定されたユーザの位置に基づいて、衝突前是正処置を実施するために衝突前是正処置を自動的に実行してもよい。かかる衝突前是正処置には、たとえば、シートベルトを作動させること、適切なブレーキ動作を実行すること、適切な速度制御を実行すること、適切な車両安定性制御を実行すること等を含めることができる。これらは単に、衝突前是正処置の例示であることが意図されており、本発明はこれらの例には限定されない。
【００５３】
さらに、本発明のさまざまな実施形態では、決定されたユーザの位置に基づいて、衝突後是正処置を実施するために衝突後是正処置を自動的に実行してもよい。かかる衝突後是正処置には、たとえば、支援を求めて自動的に電話すること、自動的にエンジンを遮断すること等を含めることができる。これらは単に、衝突後是正処置の例示であることが意図されてあり、本発明はこれらの例には限定されない。
【００５４】
図７は、本発明の一実施形態による、自動検出プロセスを使用して目の位置を検出し、検出された目の位置に基づいてユーザの位置を決定し、決定された位置に従って衝突前処置及び／又は衝突後処置を自動的に実施するプロセス４００を示す図である。図７を参照すると、動作２４において、自動検出プロセスを使用して目の位置を検出する。たとえば、上述したさまざまな自動検出プロセスを使用して目の位置を検出することができる。
【００５５】
図７を参照すると、プロセス４００は動作２４から動作２６に進み、検出された目の位置に基づいてユーザの位置を決定する。たとえば、ユーザの位置を、検出された目の位置とユーザの高さとを相互に関連付けてユーザの位置を求めることにより推定することができる。
【００５６】
図７のプロセス４００は、動作２６から動作２８に進み、決定されたユーザの位置に基づいて衝突前処置及び／又は衝突後処置を自動的に実施する。しかしながら、本発明は、衝突前処置及び／又は衝突後処置を実施することに限定されない。たとえば、差し迫る事象は衝突以外の何かであってもよく、自動的に実施される処置は、衝突前是正処置又は衝突後是正処置以外の何かであってもよい。
【００５７】
図８は、本発明の一実施形態による、ユーザの目の赤外線反射率を使用してユーザの目の瞬きパターンを検出し、検出されたユーザの目の瞬きパターンに従ってユーザからのメッセージを送出するプロセス６００を示す図である。図８を参照すると、動作２０において、目の赤外線反射率を使用して目の瞬きパターンを検出する。さらに、目の瞬きパターンを検出するために、上述した「APPARATUS AND METHOD FOR DETECTING PUPILS」と題する米国特許出願に記述されている自動検出プロセスを使用してもよい。
【００５８】
プロセス６００は、動作２０から動作２２に進み、検出された瞬きパターンに従ってユーザからのメッセージを送出する。たとえば、身体障害者の目の瞬きパターンを自動的に検出し、検出された目の瞬きパターンを英語のアルファベットの文字及び／又は単語に解読することにより、目の瞬きパターンを使用して身体障害者からのメッセージを送出する。さらに、本発明の一態様によれば、ユーザからメッセージを送出するために目の瞬きパターンの頻度を使用する。
【００５９】
図８を参照すると、目の赤外線反射率を使用して目の瞬きパターンを検出することにより、メッセージが送出されるエリアの限定された部分にユーザを制限することなく、ユーザの目の瞬きパターンを複数の方向から検出することができる。たとえば、ユーザは、目の瞬きパターンの検出に積極的に関わる必要なしに広いエリア内でメッセージを送出することができる。
【００６０】
したがって、本発明により、複数の方向から目の瞬きパターンを検出することにより通信の目的で目の瞬きパターンを使用することも可能になる。
【００６１】
ユーザの目の検出を使用して本発明のさまざまな態様を説明したが、本発明はユーザの両目の検出には限定されない。たとえば、ユーザの１つの目を検出してもよく、検出されたユーザの目を使用してユーザの頭部の位置を推定してもよい。
【００６２】
本発明は、自動検出処理を用いてユーザ(56)の目(52a,52b)の位置を検出して、検出された目(52a,52b)の位置に基づいて物体(40)に対するユーザ(56)の頭部(50)の位置を自動的に決定するための方法及び装置に関する。乗物内のユーザ(56)の目(52a,52b)の位置は、自動検出処理を用いて検出され、検出された目(52a,52b)の位置に基づいて、ユーザ(56)の高さ情報と配向情報のうちの少なくとも１つを自動的に決定し、決定された情報にしたがって乗物内の機械装置が制御される。さらに、ユーザ(56)の目(52a,52b)の赤外線反射率を用いてユーザ(56)の目(52a,52b)の瞬きパターンを検出し、検出されたユーザ(56)の目(52a,52b)の瞬きパターンにしたがってユーザ(56)からのメッセージが伝送される。
【００６３】
本発明のいくつかの実施形態について図示し説明したが、当業者には、添付の特許請求の範囲及びそれの等価物により範囲が画定される本発明の原理及び思想から逸脱することなく、それらの実施形態に変更を行うことができることが理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の一実施形態にしたがって、自動検出プロセスを使用して目の位置を検出し、検出された目の位置に基づいて物体に対する頭部の位置を自動的に決定するプロセスを示す図である。
【図２】本発明の一実施形態にしたがって、自動検出プロセスを使用して目の位置を検出し、検出された目の位置に基づいて高さ情報と向き情報のうちの少なくとも１つを自動的に決定するプロセスを示す図である。
【図３】本発明の一実施形態にしたがって、自動検出プロセスを使用して目の位置を検出し、検出された目の位置に基づいて物体に対するユーザの頭部の位置を自動的に決定するプロセスを示す図である。
【図４】本発明の一実施形態にしたがって、自動検出プロセスを使用して目の位置を検出し、検出された目の位置に基づいて物体に対するユーザの高さ情報と向き情報のうちの少なくとも１つを自動的に決定する装置を示す図である。
【図５Ａ】本発明の一実施形態による、乗物内部のユーザの目の位置を検出するプロセスを示す図である。
【図５Ｂ】本発明の一実施形態による、乗物内部のユーザの目の位置を検出するプロセスを示す図である。
【図６Ａ】本発明の一実施形態による、乗物内部のユーザの複数の目の位置を検出するプロセスを示す図である。
【図６Ｂ】本発明の一実施形態による、乗物内部のユーザの複数の目の位置を検出するプロセスを示す図である。
【図６Ｃ】本発明の一実施形態による、乗物内部のユーザの複数の目の位置を検出するプロセスを示す図である。
【図７】本発明の一実施形態にしたがって、自動検出プロセスを使用して目の位置を検出し、検出された目の位置に基づいてユーザの位置を決定し、決定された位置に従って衝突前処置及び／又は衝突後処置を自動的に実施するプロセスを示す図である。
【図８】本発明の一実施形態にしたがって、目の赤外線反射率を使用して目の瞬きパターンを検出し、検出された目の瞬きパターンに従ってユーザからのメッセージを送出するプロセスを示す図である。
【符号の説明】
【００６５】
４０  物体
５０  ユーザの頭部
５２ａ、５２ｂ  ユーザの目
５６  ユーザ
【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５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図７】
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【図８】
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