(57)【要約】【課題】運転者に煩雑な作業をさせることなく、座席を最適な状態に調整することを課題とする。【解決手段】運転者３が座席１に座ると、撮像装置６により眼球の撮影が行われ、撮影映像が装置４に転送される。また、赤外線照射装置５が眼球を追従して赤外線を照射し、その制御情報が装置４に転送される。装置４は、制御情報に基づいて運転者３の注視方向を検出し、ＲＯＭ４３に登録されている最適状態映像が撮影された撮影方向と注視方向が一致するか否かを判定する。一致する場合には、両映像のずれを求め、そのずれに基づいて座席１の調整量を算出する。装置４は、その調整量に基づいてアクチュエータ７に制御情報を送出する。これにより、アクチュエータ７が座席１を最適状態に調整する。【選択図】図１
2006341735.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車の座席の状態を調整するアクチュエータと、
前記座席に座っている運転者の注視方向を検出する注視方向検出手段と、
前記座席に座っている運転者の眼球の映像を撮影する撮影手段と、
前記座席を定義された最適状態に調整した状態で、運転者の想定された視点位置から所定の注視方向について撮影した最適状態映像を記憶する記憶手段と、
前記注視方向検出手段から取得した運転者の注視方向が前記最適状態映像を撮影したときの前記所定の注視方向と一致する場合に、前記最適状態映像と前記撮影手段が撮影した映像とを比較し、両映像のずれから前記座席の調整量を算出し、前記調整量を前記アクチュエータに与える制御手段と、
を備え、
前記アクチュエータは、前記制御手段から取得した前記調整量に基づいて前記座席を調整することを特徴とする座席調整システム。
【請求項２】
請求項１に記載の座席調整システムにおいて、
前記記憶手段には、前記想定された視点位置から所定の複数の注視方向について撮影した複数の最適状態映像が記憶されており、
前記制御手段は、複数の注視方向についてそれぞれ最適状態映像と前記撮影手段が撮影した映像とを比較することにより、両映像のずれの平均値に基づいて前記調整量を算出することを特徴とする座席調整システム。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の座席調整システムにおいて、
前記制御手段は、前記座席の少なくとも前後方向の調整量を算出し、前記アクチュエータは、前記座席を前後方向に調整することを特徴とする座席調整システム。
【請求項４】
請求項１または請求項２に記載の座席調整システムにおいて、
前記制御手段は、前記座席の少なくとも上下方向の調整量を算出し、前記アクチュエータは、前記座席を上下方向に調整することを特徴とする座席調整システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車の座席を最適な状態に自動調整するシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の運転席の位置は、運転者にとって非常に重要である。運転席が最適な位置に調整されていれば、運転操作は快適なものとなる。また、長時間の運転を行う場合、運転席が最適な位置に調整されているか否かによって、運転者に与える疲労の度合いも大きく異なってくる。
【０００３】
しかし、運転席の調整は、意外と面倒な作業である。運転者は、自動車から降りるとき、大抵、運転席を大きく後ろに下げてスペースを広く確保した上で車外に出るであろう。そのたびに調整した運転席の位置はずれてしまうため、運転者は、運転を開始するたびに運転席を調整する必要があり、面倒である。しかも、運転席の調整は微妙な調整であるため、運転者が、この位置でいいであろうと調整した場合であっても、運転を開始してみると、快適さが得られず、信号待ちなどの間に再度調整をする場合などもある。つまり、人間の大体の感覚に頼っているため、最適な位置への調整がいつも同じように行えるとも限らない。
【０００４】
特許文献１では、運転席にいる運転者に光を照射して画像を撮影し、運転者の３次元位置を認識した上で、座席位置の調整を行う技術が開示されている。
【０００５】
【特許文献１】特開昭６０−１６８０６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１で開示されている技術は、運転者の３次元位置から座席位置を調整するものであり、座席位置調整の煩雑さを解消しようとするものである。しかし、運転者の３次元的な動きに座席位置を追従させて調整を行うものであり、運転者自身が体を動かしながら調整作業を行う必要がある。また、座席位置が最適な位置となるまで、運転者自身が調整作業を行わなければならないため、やはり作業としては煩雑である。
【０００７】
そこで、本発明は前記問題点に鑑み、運転者に煩わしい作業を行わせることなく、運転席の位置を最適位置に自動調整する技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、請求項１記載の発明は、自動車の座席の状態を調整するアクチュエータと、前記座席に座っている運転者の注視方向を検出する注視方向検出手段と、前記座席に座っている運転者の眼球の映像を撮影する撮影手段と、前記座席を定義された最適状態に調整した状態で、運転者の想定された視点位置から所定の注視方向について撮影した最適状態映像を記憶する記憶手段と、前記注視方向検出手段から取得した運転者の注視方向が前記最適状態映像を撮影したときの前記所定の注視方向と一致する場合に、前記最適状態映像と前記撮影手段が撮影した映像とを比較し、両映像のずれから前記座席の調整量を算出し、前記調整量を前記アクチュエータに与える制御手段と、を備え、前記アクチュエータは、前記制御手段から取得した前記調整量に基づいて前記座席を調整することを特徴とする。
【０００９】
請求項２記載の発明は、請求項１に記載の座席調整システムにおいて、前記記憶手段には、前記想定された視点位置から所定の複数の注視方向について撮影した複数の最適状態映像が記憶されており、前記制御手段は、複数の注視方向についてそれぞれ最適状態映像と前記撮影手段が撮影した映像とを比較することにより、両映像のずれの平均値に基づいて前記調整量を算出することを特徴とする。
【００１０】
請求項３記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の座席調整システムにおいて、前記制御手段は、前記座席の少なくとも前後方向の調整量を算出し、前記アクチュエータは、前記座席を前後方向に調整することを特徴とする。
【００１１】
請求項４記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の座席調整システムにおいて、前記制御手段は、前記座席の少なくとも上下方向の調整量を算出し、前記アクチュエータは、前記座席を上下方向に調整することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１に記載の座席調整システムは、運転者の注視方向を検出するとともに、運転者の眼球の映像を撮影し、最適状態において予め記憶している映像と眼球映像を比較する。そして、これら画像の比較結果から座席の調整量を算出し、アクチュエータを制御して座席の状態を調整する。これにより、本システムは、運転者に煩雑な座席調整作業を行わせることなく、自動的に座席を最適状態に調整することが可能である。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、複数の方向について最適状態の映像と撮影映像とを比較して調整量を算出するので、調整量の信頼性を向上させることが可能である。したがって、座席を精度よく最適状態に調整することが可能である。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、画像の比較結果から座席を前後方向に調整するので、運転者にとって最適な状態に座席が調整される。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、画像の比較結果から座席を上下方向に調整するので、運転者にとって最適な状態に座席が調整される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。図１は、本発明の実施の形態にかかる座席調整システムを示す図であり、座席調整システムの機能ブロックと、座席調整システムが搭載された車内の運転席周辺の様子を示している。この座席調整システムは、乗用車、トラック、バスなど様々な車種の自動車に搭載されるシステムであって、運転者３が座席１に座っている状態で、座席１を最適な状態に自動的に調整するシステムである。
【００１７】
座席調整システムは、座席調整システムの本体部である座席調整装置４と、座席調整装置４に接続された赤外線照射装置５および撮像装置６と、座席調整装置４とＣＡＮ（Controller Area Network）８を介して接続されたアクチュエータ７などから構成されている。赤外線照射装置５および撮像装置６は、図に示すように、座席調整装置４とケーブルを介して接続され、たとえば運転席上部の天井部に取り付けられる。
【００１８】
赤外線照射装置５は、図２に示すように、赤外線照射部５１と反射光受光部５２と制御部５３とを備えている。赤外線照射部５１は、運転者３の眼球３１に対して赤外線を照射し、反射光受光部５２は、眼球３１で反射した赤外線を受光する。つまり、図１に示したように、赤外線照射装置５は座席１の上方位置に設置されるが、赤外線照射部５１が運転者３の眼球３１に赤外線光を照射可能な位置、角度に調整されており、また、反射光受光部５２が、眼球３１からの反射光を受光可能な位置、角度に調整されている。
【００１９】
反射光受光部５２は、反射光を受光すると、反射光の受光量を示す信号を制御部５３に出力する。制御部５３は、受光量を示す信号を入力すると、その信号に基づいて、反射光が眼球３１の強膜部で反射されたものか、角膜部で反射されたものかを判定する。つまり、制御部５３は、強膜部と角膜部との反射率差を利用することにより、反射光が眼球３１のどの部分で反射されたものであるかを検出するのである。
【００２０】
そして、制御部５３は、反射光が強膜部からの反射光であると判定すると、赤外線照射部５１による赤外線の照射方向を変更させる。つまり、赤外線が眼球３１の白目に照射されている場合には、赤外線の照射方向を変更させるのである。そして、再び、反射光の信号を得て、判定を行う。このような制御を繰り返すことにより、赤外線照射部５１は、角膜部を追従するように制御される。さらに、制御部５３は、角膜部を追従するように赤外線照射部５１を制御しつつ、その制御情報を座席調整装置４に出力する。座席調整装置４は、この制御部５３から取得した制御情報に基づいて、運転者３の注視方向（視線方向）を検出する。このように、本実施の形態においては、眼球３１の強膜部と角膜部との反射率差に起因した反射光の強弱を測定することにより注視方向を検出するようにしているのである。
【００２１】
撮像装置６は、ＣＣＤ等の撮像素子を備えており、運転者３の眼球３１の撮影を行う。つまり、図１に示したように、座席３の上方位置に設置される撮像装置６は、眼球３１を撮影可能な位置、角度に調整されている。そして、撮像装置６によって撮影された映像信号は座席調整装置４に対して出力される。このように、座席調整装置４は、赤外線照射装置５からは赤外線の照射方向に関する制御情報を取得し、撮像装置６からは眼球３１の撮影映像（つまり、網膜に映っている映像）を取得し、これらの情報をＲＡＭ４４にセットとして記憶する。これにより、座席調整装置４は、特定された注視方向についての眼球映像を得ることが可能である。
【００２２】
座席調整装置４は、電源回路４１、ＣＰＵ４２、ＲＯＭ４３、ＲＡＭ４４、デジタル信号入力部４５、ＣＡＮ通信部４６、切替スイッチ４７を備えている。電源回路４１は、図示せぬ電源スイッチがＯＮとされると、座席調整装置４の各構成部品に電力を供給する。ＣＰＵ４２は、ＲＯＭ４３に格納されている計算プログラム４３２を実行し、本発明の特徴的な動作である座席の自動調整処理を実行する。ＲＯＭ４３は、最適状態映像データ４３１と計算プログラム４３２とを記憶している。ＲＡＭ４４は、ＣＰＵ４２が計算プログラム４３２を実行する際のワークエリアとして利用されたり、赤外線照射装置５や撮像装置６から入力した情報の一時的な記憶領域として利用されたりする。
【００２３】
デジタル信号入力部４５は、赤外線照射装置５から赤外線の照射方向に関する制御情報を入力する機能と、撮像装置６から映像信号を入力する機能とを備えている。ＣＡＮ通信部４６は、自動車に搭載されたＣＡＮ８と通信を行う機能部である。また、座席１の状態を調整するアクチュエータ７がＣＡＮ８に接続されており、座席調整装置４は、ＣＡＮ８を介してアクチュエータ７を制御することを可能としている。このように、本実施の形態においては、座席調整装置４をＣＡＮ８に接続することで、アクチュエータ７との間の通信を高速かつ容易に行えるようなシステム構成としている。アクチュエータ７は、座席１を前後に移動させたり、上下に移動させたり、あるいは、リクライニング機構を調整することで、座席１の状態調整を行う。
【００２４】
切替スイッチ４７は、座席の自動調整を行うか否かを切り替えるスイッチである。切替スイッチ４７がＯＮとなっている場合には、後述する処理を実行することにより、座席１が最適状態に自動調整される。切替スイッチ４７がＯＦＦとなっている場合には、自動調整は行われず、運転者３は、従来通り手動で座席の状態を調整することになる。
【００２５】
本実施の形態の座席調整システムは、以上説明した構成を備えることにより座席状態を自動調整するものであるが、その動作を実行する前に、ＲＯＭ４３に最適状態映像データ４３１を格納する必要がある。この最適状態映像データ４３１は、座席１が定義された最適状態に調整された状態で、想定された運転者の視点から撮影された映像のデータである。定義された最適状態とは、運転者の好みにより適宜設定されればよいが、リラックスして運転操作が行え、長時間運転しても疲労が蓄積されないような状態を選択するようにすればよい。そして、想定された運転者の視点も、運転者の体型等に合わせて適宜調整すればよい。そして、その想定された視点から、たとえば、正面および上下左右方向の映像を撮影し、この映像を最適状態映像データ４３１としてＲＯＭ４３に格納するのである。つまり、最適状態に調整された座席１に座っている運転者３の視点を仮定し、この視点から運転者３が正面および上下左右方向を注視した場合に得られるはずの映像を登録しておくのである。また、この最適状態映像データ４３１には、あわせて撮影方向（これは運転者の注視方向に対応する）の情報も記録される。つまり、運転者の視点から、どの方向について撮影された映像であるかを示す情報が記録される。
【００２６】
このように、最適状態映像データ４３１が登録された状態で、本システムが動作可能となる。次に、システムの動作について図３のフローチャートを参照しながら説明する。まず、運転者３は、自動車に乗り込み座席１（運転席）に座る。そして、運転者３は、運転に適した姿勢をとる。たとえば、ハンドル２を握りリラックスした姿勢をとる。この状態で、ＣＰＵ４２が計算プログラム４３２の実行を開始する。たとえば、運転席付近に座席自動調整ボタンを設け、このボタン操作に連動して計算プログラム４３２の実行が開始されるようにしてもよいし、キー操作がされてエンジンが始動したことをトリガとして計算プログラム４３２の実行が開始されるようになっていてもよい。
【００２７】
計算プログラム４３２の実行が開始されると、ＣＰＵ４２より撮像装置６に対して眼球３１の撮影指示が行われる。これに従い、撮像装置６により運転者３の眼球３１の撮影処理が行われる（ステップＳ１１）。つまり、撮像装置６により運転者３の網膜に映っている映像が撮影される。なお、この撮影動作が行われる際、運転者３は、最適状態映像データ４３１として登録されているいずれかの注視方向（視線方向）を注視するよう意識すると処理がスムーズである。あるいは、注視方向を上下左右に大きく動かすようにして、様々な方向についての撮影映像が得られるように意識すると処理がスムーズである。
【００２８】
続いて、ＣＰＵ４２より赤外線照射装置５に対して赤外線の照射指示が行われる。これに従い、赤外線照射装置５は、眼球３１の強膜部と角膜部の反射率の違いを利用して、注視方向を追従するように赤外線を照射する。つまり、赤外線照射装置５は、角膜部を追従するように制御されつつ赤外線を照射する。そして、赤外線照射装置５は、赤外線の照射方向に関する制御情報をＣＰＵ４２に転送する。この制御情報に従いＣＰＵ４２は、注視方向の検出を行う（ステップＳ１２）。つまり、赤外線照射装置５による赤外線の照射方向に基づいて運転者３の注視方向を検出する。
【００２９】
次に、ＣＰＵ４２は、注視方向が測定ポイントであるか否かの判定を行う（ステップＳ２１）。つまり、ＣＰＵ４２は、最適状態映像データ４３１に記録されている撮影方向の情報と、赤外線照射装置５から取得した制御情報に基づいて検出した注視方向が一致するか否かを判定する。そして、一致する場合には、撮像装置６から取得した映像データと、注視方向と一致した撮影方向について登録されている最適位置映像データ４３１とを比較し（ステップＳ２２）、その映像のずれを計算する（ステップＳ２３）。このような処理を行うために、ＣＰＵ４２は、撮影装置６から取得した映像データと、その映像データを取得したときに赤外線照射装置５から取得した照射方向に関する制御情報とをセットとして（あるいはリンクするような情報を含めて）ＲＡＭ４４に格納するようにしている。
【００３０】
映像のずれを計算すると、ずれに関する計算結果をＲＡＭ４４に格納する。そして、全ての測定ポイントについて計算が行われたか否かを判定する（ステップＳ２４）。つまり、最適状態映像データ４３１として登録されている全ての撮影方向のデータについて、映像のずれの計算が行われたか否かを判定する。そして、まだ、計算を行っていない測定ポイントが残っている場合には、この処理を一旦終了する（end）。
【００３１】
一方、ステップＳ１２において、注視方向の検出を行った後、運転者３の注視方向の変化に伴い、再び赤外線照射装置５が注視方向を追従し、赤外線の照射方向を制御する（ステップＳ１３）。前述したように、全ての最適状態映像データ４３１との比較が行われるよう、運転者３は、視線を大きく動かすような動作を行うことが好ましい。
【００３２】
運転者３の注視方向の変化に伴い、赤外線照射装置５の赤外線の照射方向が変化し、再び、ステップＳ１１において眼球３１の撮影処理が行われ、ステップＳ１２において、注視方向の検出処理が行われる。これにより、同様に、ステップＳ２１〜ステップＳ２４の処理が行われ、次々に、測定ポイントについて各撮影方向の最適状態映像と撮影映像とのずれが計算される。
【００３３】
そして、全ての測定ポイントについて映像のずれが計算されると、ステップＳ２５において、ずれの平均値に基づいて、座席１の調整量が算出される。つまり、最適状態映像と撮影映像のずれの平均値に基づいて、座席１を最適状態に移動させるための制御量として調整量が算出されるのである。たとえば、ＣＰＵ４２は、各測定ポイントにおける最適状態映像と撮影映像とのずれに基づいて、視点の３次元空間上における座標のずれを算出する。たとえば、２次元の映像の重ね合わせにより、その２次元方向のずれと拡大縮小率に基づいて視点の３次元方向のずれを算出する。そして、各測定ポイントについて、視点のずれを算出し、これらの平均をとることで、視点のずれ量の信頼性を高めるようにしているのである。
【００３４】
ＣＰＵ４２は調整量を算出すると、この調整量に基づいてアクチュエータ７に対して制御指示を送出する（ステップＳ２６）。アクチュエータ７は、この制御指示に基づいて座席１を最適状態へ調整するのである。たとえば、座席１を前後方向、上下方向に移動させることにより、最適位置へ移動させる。あるいは、アクチュエータ７は、座席１のリクライニング機構を調整し、最適状態へ調整する。
【００３５】
以上説明したように、本実施の形態によれば、運転者３の注視方向を検出するとともに運転者３の眼球３１の映像を撮影し、これらの情報に基づいて座席１を最適状態に調整するので、運転者３は煩わしい座席調整操作を行う必要がない。しかも、運転者３は、視線を動かす動作を行うだけでよいので、運転者３に負担をかけることなく座席の自動調整が可能である。
【００３６】
上記実施の形態においては、正面および上下左右の方向について最適状態映像データ４３１を登録して映像比較を行うようにしたが、この視線方向は特に限定されるものではなく、適宜制御を行いやすい方向を選択するようにすればよい。また、複数の注視方向について最適状態映像データ４３１を登録しておき、複数の注視方向について最適状態映像と撮影映像を比較して座席の自動調整を行うようにしたが、これは自動調整の精度を高めようとする１つの方法であり、必ずしも複数の測定ポイントを設けることは必須ではない。ある１つの方向について最適状態映像データ４３１を登録しておき、この方向の撮影映像とのずれから座席を調整するようにしてもよい。
【００３７】
また、上記実施の形態においては、強膜部と角膜部の反射率の違いに基づいて赤外線照射装置５が注視方向を追従することにより、注視方向を検出するようにしたが、注視方向の検出方法は特に限定されるものではない。眼球３１の撮影映像から注視方向を解析するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本実施の形態にかかる座席調整システムのブロック図である。
【図２】赤外線照射装置のブロック図である。
【図３】座席の自動調整処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００３９】
１    座席（運転席）
２    ハンドル
３    運転者
４    座席調整装置
５    赤外線照射装置
６    撮像装置
７    アクチュエータ
８    ＣＡＮ（Controller Area Network）
【図１】
2006341735.tif 000003
【図２】
2006341735.tif 000004
【図３】
2006341735.tif 000005