(57)【要約】【課題】乗員を精度良く検知できる乗員検知装置を提供する。【解決手段】車両室内の乗員１の位置や姿勢を赤外線カメラ２で検知する乗員検知装置であって、前記赤外線カメラの撮像領域の背景の一部又は全部となる窓ガラス５の領域内に乗員が含まれるように前記赤外線カメラを設置し、前記赤外線カメラから取得した赤外線画像データを二値化処理し、前記車室内の乗員の有無を検知する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両室内の乗員の位置や姿勢を赤外線カメラで検知する乗員検知装置であって、前記赤外線カメラの撮像領域の背景の一部又は全部となる窓ガラスの領域内に乗員が含まれるように前記赤外線カメラを設置し、前記赤外線カメラから取得した赤外線画像データを二値化処理し、前記車室内の乗員の有無を検知することを特徴とする乗員検知装置。
【請求項２】
車両室内の乗員の位置や姿勢を赤外線カメラで検知する乗員検知装置において、前記赤外線カメラは、前記車両を左右に等分する車両中心線を挟んで前記乗員とは反対側に設置されていることを特徴とする乗員検知装置。
【請求項３】
前記赤外線カメラの合焦位置は、前記赤外線カメラと前記乗員との中間に設定されていることを特徴とする請求項１又は２記載の乗員検知装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の乗員の着座位置を検知する乗員検知装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車室内に着座している乗員を赤外線センサなどを用いて検知することで、所望の車両用機器（エアコンシステムやエアバッグシステムなど）を作動させることが提案されている（たとえば特許文献１参照）。
【０００３】
しかしながら、赤外線センサを用いて乗員を検知する場合、乗員の腕、腿あるいはシートバックレストトリムなど、熱源となり得るものが背景に入ることが多いので、乗員と背景との分離が難しく、乗員を精度よく検知できないという問題があった。
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−２０１８２２号公報
【発明の開示】
【０００５】
本発明は、乗員を精度良く検知できる乗員検知装置を提供することを目的とする。
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明の第１の観点によれば、車両室内の乗員の位置や姿勢を赤外線カメラで検知する乗員検知装置であって、前記赤外線カメラの撮像領域の背景の一部又は全部となる窓ガラスの領域内に乗員が含まれるように前記赤外線カメラを設置し、前記赤外線カメラから取得した赤外線画像データを二値化処理し、前記車室内の乗員の有無を検知することを特徴とする乗員検知装置が提供される。
【０００７】
また、本発明の第２の観点によれば、車両室内の乗員の位置や姿勢を赤外線カメラで検知する乗員検知装置において、前記赤外線カメラは、前記車両を左右に等分する車両中心線を挟んで前記乗員とは反対側に設置されていることを特徴とする乗員検知装置が提供される。
【０００８】
第１の観点による発明では、赤外線カメラの背景領域が、赤外線を透過しない性質を有し、かつ放射率が一定の窓ガラスになるので、ノイズの少ない均一な表示画像面が得られる。これにより、乗員と背景との分離が容易となり乗員の検知精度が高くなる。
【０００９】
また、第２の観点による発明では、乗員と赤外線カメラとの距離を十分確保できるので、乗員の顔全体が赤外線カメラの視野に入ることになり、乗員そのものの検知精度に加えて、乗員位置等も精度良く検知できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１１】
《第１実施形態》  
図１は本発明の第１実施形態に係る赤外線カメラの構成図、図２は本発明の実施例形態に係る乗員検知装置を示す車内平面図、図３は本発明の実施例形態に係る赤外線カメラの取付位置を示す図２のIII矢視図である。
【００１２】
図１に示す本実施形態の赤外線カメラ２は、集光レンズ４１と赤外線センサ４２と、処理装置４３と記憶装置４４とを備え、入射赤外線４５は集光レンズ４１を通して赤外線センサ４２に結像される。赤外線センサ４２から出力された信号は、処理装置４３に送出され、当該処理装置４３において乗員検知処理が行われる。そして、処理装置４３による処理結果は、車両システム４５に出力される他、必要に応じて記憶装置４４に記録される。
【００１３】
本例の赤外線カメラ２は、図１及び図２に示すように車両に組み込まれる。図１は主に車両前席を示す平面図であり、図中左側が車両進行方向４である。本例の赤外線カメラ２は、図の上側に位置する運転席に着座している乗員１を検知するもので、車両左右の中心線３の反対側（図の下側）に位置する助手席側のフロントピラー（Ａピラー）部１０の内面に取り付けられている。図３に図２のIII矢視図を示すが、同図に示す赤外線カメラ２はフロントピラー１０の上部、すなわちルーフパネルとの繋ぎ部分の近傍に取り付けられている。
【００１４】
また、この位置に取り付けられた赤外線カメラ２の検知領域１３は、図１に示すように乗員１を検知し、且つ背景の大部分が窓ガラス５（フロントドアのウィンドガラス）になるように設定されている。
【００１５】
このように、赤外線カメラ２による背景の大部分を窓ガラス５に設定すると、窓ガラス５の放射率は一定であることから、乗員１と背景との分離を精度良く行うことができる。
【００１６】
また、車両左右の中心線３を挟んで乗員１とは反対側のフロントピラー１０の内面に赤外線カメラ２を設けることで、乗員１と赤外線カメラ２との距離が大きく取れるため、乗員１の顔１２全体を捉えることができる。これにより、放射エネルギーの大きい顔（横顔）を捉えることができ、乗員の検知精度が高くなる。さらに、背景が窓ガラス５になるので体格の異なる位置の乗員の検知も可能になる。
【００１７】
次に図４〜図６を用いて作用を説明する。
【００１８】
図４の動作フローチャートのステップＳ１において、赤外線カメラ２を用いて赤外線画像データを処理装置４３へ取得する。この場合に取得される画像は、図５に示すように乗員１の顔１２を中心に窓ガラス５が背景になる。なお、図５において１３が撮影領域となる。
【００１９】
窓ガラス５は、ガラスで構成されているために乗員から放射される８μｍ〜１４μｍ帯の赤外線を透過しない。したがって、赤外線カメラ２には窓ガラス５の表面から放射される赤外線のみが入射され、可視カメラのように窓ガラス５の外の情報が入り込むことがない。また、窓ガラス５の表面は非常に平滑であるため、放射率（＝０．９４）が一定である。したがって、均一な放射エネルギーを持つ背景として非常に適している。
【００２０】
その後、図４の動作フローチャートのステップＳ２において、取り込んだ画像データを所定の閾値で２値化する。２値化した状況を図６に示す。そして、同図のステップＳ３において、この２値化した画像データの重心位置を演算し、その値を乗員位置とする。次いで、同図のステップ４において、その結果をエアバッグやエアコン等の車両システムに出力する。
【００２１】
なお、さらに処理を継続する場合は同図のステップＳ５からステップＳ１に戻り、ステップＳ１〜Ｓ４を繰り返し実行する。
【００２２】
ちなみに、ステップＳ３において、乗員位置の算出には上述した重心位置による方法ばかりではなく、たとえば図７に示すように、２値化された画像データの検出結果の中で、車両前進方向の端部を乗員位置とすることもできる。たとえば、図１に示す赤外線カメラの配置構成では、車両前進方向の最先端は乗員１の鼻２１に相当する。鼻２１の頭部全体に対する位置は、個人差が有るもののほぼ一定の位置に存在するため、髪の毛などの影響を受けることなく正確な頭部位置、すなわち乗員１の座高を検出することができる。
【００２３】
《第２実施形態》
図８は本発明の第２実施形態に係る乗員検知装置を示す車内平面図である。本実施形態では、図１に示す赤外線カメラ２の合焦位置７３を乗員１が存在する位置７２よりも手前に設定して、背景をボカすことで背景の影響を少なくする例である。
【００２４】
上述した第１実施形態では、被写体である乗員１がいる位置７２に赤外線カメラ２の合焦位置を設定するが、本実施形態では手前の合焦位置７３に設定する。結像光学系では合焦する面は一つしか存在しないが、赤外線センサ２などでは、センサ解像度及びレンズ解像度に起因する許容錯乱円程度のボケが発生しても、画像には影響が発生しない。この領域を被写界深度という。本実施形態では、乗員１を後側被写界深度ぎりぎりに設定して、乗員１は合焦状態で正確に撮像する一方で、背景の窓ガラス５はボカすようにしている。
【００２５】
本実施形態によると、窓ガラス５の一部に太陽光があたって温度が上昇し、背景に変化があっても、ボケによってそのパターンは拡散するので影響を少なくすることができる。
【００２６】
《第３実施形態》
図９及び図１０は本発明の第３実施形態に係る乗員検知装置の作用を説明する図である。本実施形態では、第１実施形態の構成に加えて、シートバックレスト８またはシートピロー７の一部に、周囲よりも放射率が低い低放射率領域３１を形成した例である。
【００２７】
この低放射率領域３１は、具体的には、アルミニウムＡｌ、銅Ｃｕ、マグネシウムＭｇ、鉄Ｆｅなどの平滑な金属面を有する部材を設ける。この低放射率領域３１は、周囲と同じ温度になるが、放射率が低いため、放射される赤外線エネルギーが小さくなる。したがって、赤外線カメラ２で撮像すると図９及び図１０に示すように黒く表示される。
【００２８】
この位置３１はシートバックレスト８やシートピロー７に予め固定されているので、位置の目印となって、乗員１の顔１２の高さ方向をより正確に知ることができる。したがって、赤外線カメラ２の光軸が万が一ずれても、この低反射率領域３１を基準にして補正することが可能となる。
【００２９】
さらに、位置を測ることが難しいシートバックレスト８の位置をも正確に知ることができるという効果もある。
【００３０】
なお、以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。
【００３１】
たとえば、上述した実施形態では運転席側の乗員１を検知する例を挙げたが、助手席に着座した乗員や後部座席に着座した乗員を検知するように赤外線カメラ２の取付位置を変更しても良い。助手席に着座した乗員を検知するには、運転席側のフロントピラー内面に赤外線カメラを取り付け、後部座席に着座した乗員を検知するにはセンターピラー（Ｂピラー）又はリヤピラー（Ｃピラー）の内面に赤外線カメラを取り付ければよい。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の実施形態に係る赤外線カメラの構成図である。
【図２】本発明の実施例形態に係る乗員検知装置を示す車内平面図である。
【図３】本発明の実施例形態に係る赤外線カメラの取付位置を示す図２のIII矢視図である。
【図４】本発明の実施形態に係る動作を示すフローチャートである。
【図５】本発明の実施形態の作用を説明する図（その１）である。
【図６】本発明の実施形態の作用を説明する図（その２）である。
【図７】本発明の実施形態の作用を説明する図（その３）である。
【図８】本発明の他の実施例形態に係る乗員検知装置を示す車内平面図である。
【図９】本発明のさらに他の実施例形態に係る乗員検知装置の作用を説明する図（その１）である。
【図１０】本発明のさらに他の実施例形態に係る乗員検知装置の作用を説明する図（その２）である。
【符号の説明】
【００３３】
１…乗員
２…赤外線カメラ
３…車両左右の中心線
４…前進方向
５…窓ガラス
６…シートクッション
７…シートピロー
８…シートバックレスト
９…ハンドル
１０…フロントピラー
１１…センターピラー
１２…乗員の顔
１３…検知領域
１４…ドアミラー
１５…フロントウィンドガラス
２１…乗員の鼻に相当する認識位置
３１…低放射率領域
【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７】
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【図８】
2006284600.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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