(57)【要約】      （修正有）【課題】車両後方側シートの後席乗員に関する情報を精度良く検出する。【解決手段】乗員検出システム１００は、３Ｄカメラ１１２と、その三次元画像から、車両後方側シートのシートバック上部領域の画像情報のみを抽出する情報抽出処理部１５２と、それによって抽出された画像情報を、車両後方側シートに着座する複数の後席乗員の各着座領域に関して分割する分割処理部１５４と、３Ｄカメラ１１２からの距離の度数分布を示すヒストグラムに関し、分割処理部１５４によって分割された各画像情報に対応した第１のヒストグラムを導出し、導出した第１のヒストグラムから車両後方側シートが空席の場合の規定された第２のヒストグラムを差し引いた差分ヒストグラムを求め、当該差分ヒストグラムに基づいて、前記車両後方側シートの各着座領域における後席乗員の情報を導出するヒストグラム演算部１５６及び判定処理部１５８を備える。【選択図】図１
2008129948.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車室内にて車両後方側シートに向けて配設され、三次元画像を得る撮影部と、
前記撮影部によって撮影された三次元画像から、前記車両後方側シートのシートバック上部領域に相当する画像情報のみを抽出する情報抽出処理部と、
前記情報抽出処理部によって抽出された画像情報を、前記車両後方側シートに着座する複数の後席乗員の各着座領域に関して分割する分割処理部と、
前記撮影部からの距離に対する画素の度数分布を示すヒストグラムに関し、前記分割処理部によって分割された各画像情報に対応した第１のヒストグラムを導出するとともに、導出した前記第１のヒストグラムから前記車両後方側シートが空席の場合として予め規定された第２のヒストグラムを差し引いた差分ヒストグラムを求め、当該差分ヒストグラムに基づいて、前記車両後方側シートの各着座領域における後席乗員に関する情報を導出する導出処理部と、
を備える構成であることを特徴とする乗員検出装置。
【請求項２】
車両後方側シートに着座した後席乗員に関する情報を検出する乗員情報検出部と、
前記乗員情報検出部における検出結果に基づいて作動する作動装置と、
を備え、
前記乗員情報検出部は、請求項１に記載の乗員検出装置を用いて構成され、前記作動装置は、前記導出処理部における導出結果に基づいて作動する構成であることを特徴とする作動装置制御システム。
【請求項３】
車両に搭載されるシートベルトシステムであって、
請求項１に記載の乗員検出装置と、
車両後方側シートに着座した後席乗員に対し装着される後席乗員拘束用のシートベルトと、
前記車両後方側シートの各着座領域に設けられたシートベルトバックルと、
前記シートベルトに設けられシートベルト装着時に前記シートベルトバックルに係合するトングと、
前記乗員検出装置の判定処理部における判定結果に基づいて、乗員着座状態の着座領域に設置された前記シートベルトバックル及びトングの少なくとも一方の位置を報知する報知部と、
を備える構成であることを特徴とするシートベルトシステム。
【請求項４】
請求項３に記載のシートベルトシステムであって、
前記報知部は、正規のシートベルト装着時に互いに係合する前記シートベルトバックル及びトングの位置を報知する構成であることを特徴とするシートベルトシステム。
【請求項５】
車両に搭載されるシートベルトシステムであって、
請求項１に記載の乗員検出装置と、
車両後方側シートに着座した後席乗員に対し装着される後席乗員拘束用のシートベルトと、
前記車両後方側シートの各着座領域に設けられたシートベルトバックルと、
前記シートベルトに設けられシートベルト装着時に前記シートベルトバックルに係合するトングと、
前記トングが前記シートベルトバックルに係合したことを検出するバックル検出センサと、
前記乗員検出装置の判定処理部における判定結果、及び前記バックル検出センサにおける検出結果に基づいて、乗員着座状態の着座領域に設置された前記シートベルトの装着結果を出力する出力部と、
を備える構成であることを特徴とするシートベルトシステム。
【請求項６】
エンジン走行系統と、
電装系統と、
前記エンジン走行系統及び電装系統の駆動制御を行う車両制御装置と、
請求項２に記載の作動装置制御システムと、
を有することを特徴とする車両。
【請求項７】
エンジン走行系統と、
電装系統と、
前記エンジン走行系統及び電装系統の駆動制御を行う車両制御装置と、
車両後方側シートに着座した後席乗員をシートベルトによって拘束するシートベルト装置と、を有し、
前記シートベルト装置は、請求項３〜５のうちのいずれか１項に記載のシートベルトシステムを用いて構成されることを特徴とする車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に搭載される乗員検出技術に係り、詳しくは車両後方側シートに着座した後席乗員に関する情報を検出する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、カメラ等の撮影手段を用いて、車両シート上の着座物に関する情報を検出する種々の技術が知られている。例えば、下記特許文献１においては、対象物の二次元的な撮影が可能なカメラを車両乗員の前方に設置し、当該カメラを介して車両シートに着座する乗員の位置を検出しようとする検出装置の構成が開示されている。
【特許文献１】特開２００３−２９４８５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、例えばシートベルトによって乗員を拘束するシートベルト装置のうち、特に車両後方側シートに対し装着されるシートベルト装置にあっては、後席乗員によるシートベルト装着率向上を図る要請がある。本要請に応えるためには、実際に車両後方側シート着座している後席乗員に関する情報を精度良く検出することが必要とされる。また、後席乗員に関する情報を精度良く検出するこのような技術は、後席乗員用のシートベルト装置をはじめ、その他の運転支援装置に対しても同様に有効とされる。
ところが、上記特許文献１に記載の検出装置のように、カメラを介して車両乗員を二次元的に撮影する構成においては、例えば背景と後席乗員との色の差や、肌と服との色の差が少ない場合に、後席乗員の検出を確実に行うのが難しく、後席乗員に関する所望の情報を精度良く検出するのが難しい。
そこで、本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、車両後方側シートの後席乗員に関する情報を精度良く検出するのに有効な技術を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
前記課題を解決するために、本発明が構成される。本発明は、典型的には自動車において車両後方側シートに着座した後席乗員に関する情報を検出する乗員検出装置に対し適用することができるが、自動車以外の車両においても同様に、本発明を適用することが可能である。
【０００５】
本発明にかかる乗員検出装置は、撮影部、情報抽出処理部、分割処理部及び導出処理部を少なくとも備える。
【０００６】
撮影部は、車室内にて車両後方側シートに向けて配設され、三次元画像を得る撮影部と車両後方に向けて配設され、三次元画像を得る撮影手段として構成される。この撮影部としては、単眼Ｃ−ＭＯＳ３Ｄカメラや複眼ステレオ３Ｄカメラ、レーザースキャナーなどが用いられる。この撮影部の設置場所に関しては、車両後方側シートに向かう位置を適宜選択することが可能であり、典型的にはルームミラー近傍を選択することができる。また、この撮影部は、必要に応じて１または複数設置することが可能である。ここでいう「車両後方側シート」とは、車両後方側に配設された各種の車両シートを広く含む主旨であり、車両シートが２列構成の場合には前側から２列目の車両シートが、また車両シートが複数列構成の場合には前側から１列目の車両シート以外の車両シートが、車両後方側シートとされる。
【０００７】
情報抽出処理部は、撮影部によって撮影された三次元画像から、車両後方側シートのシートバック上部領域に相当する画像情報のみを抽出する機能を有する。このとき、本発明では、撮影部によって撮影された、距離情報を含む三次元画像を用いているため、距離により情報を抽出することが可能であり、これによって車両後方側シートのシートバック上部領域に相当する画像情報が精度良く抽出される。ここでいう「シートバック上部領域」とは、車両後方側シートの各部位のうち、シートバック上部に相当する領域であって、例えば車両前方側シートに着座している前席乗員が邪魔になりにくく、車両後方側シートに着座している後席乗員に関する情報を得るのに効果的な領域とされる。このシートバック上部領域は、典型的には、車両後方側シートに着座した後席乗員の肩部を通る水平面、車両後方側シートに着座した後席乗員の頭部上方を通る水平面、車両後方側シートに着座した後席乗員の頭部前方を通る水平面、車両後方側シートに着座した後席乗員の頭部後方を通る水平面、車両後方側シートの左右のシートバック側部を通る垂直面によって区画される領域として規定される。
【０００８】
分割処理部は、情報抽出処理部によって抽出された画像情報を、車両後方側シートに着座する複数の後席乗員の各着座領域に関して分割する機能を有する。具体的には、車両後方側シートの定員が２人の場合には、情報抽出処理部にて抽出された画像情報が２つの着座領域に関し分割され、車両後方側シートの定員が３人の場合には、情報抽出処理部にて抽出された画像情報が３つの着座領域に関し分割される。
【０００９】
導出処理部は、撮影部からの距離に対する画素の度数分布を示すヒストグラムに関し、分割処理部によって分割された各画像情報に対応した第１のヒストグラムを導出するとともに、導出したこの第１のヒストグラムから車両後方側シートが空席の場合として予め規定された第２のヒストグラムを差し引いた差分ヒストグラムを求める機能を有する。ここでいう「画素」は、「ピクセル」とも称呼され、デジタル画像を構成する単位である、色のついた「点」とされ、距離（奥行き）や透明度などの情報を含む。正方形或いは長方形の当該ピクセルを規則正しく縦横に並べられた一枚の画像によってデジタル画像が表現される。撮影部からの距離に対する画素の度数分布を示すヒストグラムは、撮影部からの距離を横軸とし、撮影部からの距離に応じた画素の度数（数）を縦軸とすることによって形成される。
【００１０】
そして、導出処理部は、上記の差分ヒストグラムに基づいて、車両後方側シートの各着座領域における後席乗員に関する情報を導出する。具体的には、撮影部から所定範囲にある後席乗員の着座位置での差分ヒストグラムにおける差分の総和、すなわち撮影部から所定範囲にある画素の度数が、各着座領域にて検出された検出体の体積に相当するため、この体積を乗員に相当する体積として予め設定された設定値と比較することによって、車両後方側シートの各着座領域における後席乗員の有無が判定される。検出された検出体の体積が設定値を上回る場合或いは設定値以上である場合に、当該検出体に後席乗員が含まれており、したがって後席乗員が着座していると判定する。一方、検出された検出体の体積が設定値以下である場合或いは設定値を下回る場合に、当該検出体に後席乗員が含まれておらず、したがって後席乗員が着座していない（空席である）と判定する。
なお、本発明では、差分ヒストグラムを求める機能を判定処理部とは別の処理部にて行うことも可能である。
【００１１】
本発明にかかる乗員検出装置のこのような構成によれば、撮影部によって撮影された三次元画像に基づく各処理によって、車両後方側シートの各着座領域における後席乗員の有無を精度良く検出することが可能とされる。また、情報抽出処理部は、撮影部によって撮影された三次元画像から、車両後方側シートのシートバック上部領域に相当する画像情報のみを抽出するため、画像処理に関する負荷を抑えることが可能となる。
なお、この乗員検出装置の判定処理部によって精度良く判定された後席乗員の有無は、事故の際にシートベルトによって後席乗員を拘束するシートベルト装置、事故の際にエアバッグによって後席乗員を拘束するエアバッグ装置などにおいて運転支援を行う制御に用いられる。
【００１２】
本発明にかかる作動装置制御システムは、車両後方側シートに着座した後席乗員に関する情報を検出する乗員情報検出部と、乗員情報検出部における検出結果に基づいて作動する作動装置を備える構成とされる。この作動装置制御システムは、乗員情報検出部として、前述の乗員検出装置を用いて構成され、作動装置は、判定処理部における判定結果に基づいて作動する構成とされる。この作動装置は、具体的には、事故の際にシートベルトによって後席乗員を拘束するシートベルト装置、事故の際に後席乗員の前方或いは側方にて展開膨張するエアバッグによって後席乗員を拘束するエアバッグ装置、事故の際に車両後方側シートのシートクッションを上方へと持ち上げることによって、後席乗員が座面に沿ってシートベルトを潜ろうとする現象、いわゆる「サブマリン現象」と称呼される現象の発生を阻止或いは抑制するための装置などの構成要素として構成される。
本発明にかかる作動装置制御システムのこのような構成によれば、車両後方側シートにおける後席乗員の有無に関し精度良く検出された情報に基づいて作動装置が作動するため、作動装置を適正に作動させるのに効果的である。
【００１３】
本発明にかかるシートベルトシステムは、車両に搭載されるものであって、前述の乗員検出装置と、車両後方側シートに着座した後席乗員に対し装着される後席乗員拘束用のシートベルトと、車両後方側シートの各着座領域に設けられたシートベルトバックルと、シートベルトに設けられシートベルト装着時にシートベルトバックルに係合するトングと、報知部を少なくとも備える。このシートベルトシステムにおける報知部は、乗員検出装置の判定処理部における判定結果に基づいて、乗員着座状態の着座領域に設置されたシートベルトバックル及びトングの少なくとも一方の位置を報知する機能を有する。具体的には、車両後方側シートに着座した後席乗員に対応するシートベルトバックルやトングの位置が、この報知部によって報知される。この報知部の構成に関しては、シートベルトバックルやトング自体を光らせる、シートベルトバックルをせり出させる（突出させる）、トングを送り出す、トングを上下に摺動させる、モニターパネルに表示する等の手段を用いることができる。
本発明にかかるシートベルトシステムのこのような構成によれば、車両後方側シートにおける後席乗員の有無に関し精度良く検出された情報を用いた上で、当該後席乗員に対しバックルやトングの存在を認知させることが可能となる。これにより、シートベルトバックルやトングの存在に認知度を高めることで、後席乗員のシートベルト装着率を高めるのに効果的である。
【００１４】
本発明にかかる更なる形態のシートベルトシステムでは、前述の報知部は、正規のシートベルト装着時に互いに係合するシートベルトバックル及びトングの位置を報知する機能を有する。
本発明にかかるシートベルトシステムのこのような構成によれば、例えば後席右側乗員用のシートベルトバックルに後席左側乗員用のトングが装着されるような誤ったバックル操作がなされるのを防止することができ、シートベルト本来の乗員拘束機能を発揮させることが可能となる。
【００１５】
本発明にかかる別の形態のシートベルトシステムは、前述の乗員検出装置と、車両後方側シートに着座した後席乗員に対し装着される後席乗員拘束用のシートベルトと、車両後方側シートの各着座領域に設けられたシートベルトバックルと、シートベルトに設けられシートベルト装着時にシートベルトバックルに係合するトングと、トングがシートベルトバックルに係合したことを検出するバックル検出センサと、出力部を少なくとも備える。このシートベルトシステムにおける出力部は、乗員検出装置の判定処理部における判定結果、及びバックル検出センサにおける検出結果に基づいて、乗員着座状態の着座領域に設置されたシートベルトの装着結果を出力する機能を有する。この出力部は、例えば検出結果を表示出力可能なモニターパネルやメーターパネル、ガイダンスを音声出力するスピーカーなどを用いて構成される。
本発明にかかるシートベルトシステムのこのような構成によれば、車両後方側シートにおける後席乗員の有無に関し精度良く検出された情報を用いた上で、当該後席乗員がシートベルト未装着である場合に、運転者を含む前席乗員や後席乗員に対しシートベルトの装着を促すことで、後席乗員のシートベルト装着率を高めるのに効果的である。
【００１６】
本発明にかかる車両は、エンジン走行系統と、電装系統と、車両制御装置と、前述の作動装置制御システムを少なくとも備える。
エンジン走行系統は、エンジン及び車両の走行に関与する系統として構成される。電装系統は、車両に使われる電機部品に関与する系統として構成される。車両制御装置は、エンジン走行系統及び電装系統の駆動制御を行う機能を有する装置として構成される。
本発明にかかる車両のこのような構成によれば、車両後方側シートにおける後席乗員の有無に関し精度良く検出された情報に基づいて作動装置が作動するため、作動装置を適正に作動させるのに効果的である。
【００１７】
本発明にかかる別の形態の車両は、エンジン走行系統と、電装系統と、車両制御装置と、シートベルト装置を少なくとも備える。
エンジン走行系統は、エンジン及び車両の走行に関与する系統として構成される。電装系統は、車両に使われる電機部品に関与する系統として構成される。車両制御装置は、エンジン走行系統及び電装系統の駆動制御を行う機能を有する装置として構成される。シートベルト装置は、車両後方側シートに着座した後席乗員をシートベルトによって拘束する機能を有し、前述のシートベルトシステムを用いて構成される。
本発明にかかる車両のこのような構成によれば、撮影部によって撮影された三次元画像に基づく各処理により、車両後方側シートにおける後席乗員の有無に関し精度良く検出された情報を用いて制御を行うシートベルト装置を搭載する車両が提供されることとなる。
【発明の効果】
【００１８】
以上のように、本発明によれば、車両後方側シートの後席乗員に関する情報を精度良く検出することが可能となった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態につき図面を参照しつつ詳細に説明する。まず、図１を参照しながら、本発明における「乗員検出装置」の一実施の形態である乗員検出装置１００の構成につき説明する。
【００２０】
本実施の形態に係る車両搭載用の乗員検出装置１００のシステム構成が図１に示される。図１に示すように、本実施の形態の乗員検出装置１００は、本発明における「車両」としての自動車車両にて、運転者に関する情報を検出するために搭載されるものであり、撮影手段１１０及び制御手段１２０を主体に構成されている。更に、この乗員検出装置１００は、車両側の駆動制御装置であるＥＣＵ２００及び作動装置２１０とともに、所定の車両支援システム（本発明における「作動装置制御システム」や「シートベルトシステム」に相当するシステム）を構成する。当該車両は、特に図示しないものの、エンジン及び車両の走行に関与する系統であるエンジン走行系統（本発明における「エンジン走行系統」に相当）、車両に使われる電機部品に関与する系統である電装系統（本発明における「電装系統」に相当）、エンジン走行系統及び電装系統の駆動制御を行う車両制御装置（ＥＣＵ２００）を少なくとも備える。この場合の車両制御装置が、本発明における「車両制御装置」に相当する。
【００２１】
本実施の形態の撮影手段１１０は、撮影デバイスとしての３Ｄカメラ１１２及びデータ転送回路を含む構成とされる。３Ｄカメラ１１２は、Ｃ−ＭＯＳ又はＣＣＤ（電荷結合素子）を用いたうえで、光センサをアレイ状（格子状）に配置した３Ｄ（三次元画像）式のカメラ（「モニター」といもいう）として構成される。このカメラによって、単一視点に関する三次元画像が得られることとなり、運転者までの距離が複数回計測されて立体表面形状が検出されることで、当該運転者の有無、大きさ、位置、姿勢などが認識される。この３Ｄカメラ１１２として、単眼Ｃ−ＭＯＳ３Ｄカメラや複眼ステレオ３Ｄカメラを用いることができる。この撮影手段１１０（３Ｄカメラ１１２）が、本発明における「車室内にて車両後方側シートに向けて配設され、三次元画像を得る撮影部」に相当する。この３Ｄカメラ１１２にかえて、三次元画像を得るレーザースキャナーを用いることもできる。
【００２２】
なお、本実施の形態の３Ｄカメラ１１２は、自動車のインナーリヤビューミラー周辺部、サイドミラー周辺部、ダッシュボードの左右センター部分などにおいて、車両後方の所定の動作範囲に向けて配置される。ここでう「所定の動作範囲」として、典型的には車室内の乗員領域のうち、少なくとも後方側シートに着座した乗員の頭部や上半身が及ぶ領域（シートバック上部領域）を含む範囲として規定される。この範囲に、前席乗員や前席シートなどが含まれてもよい。これにより、３Ｄカメラ１１２を用いて、少なくとも後方側シート上に着座している後席乗員に関する情報が、周期的に複数回、計測されることとなる。
なお、３Ｄカメラ１１２による撮影画像に関しては、図２が参照される。この図２には、本実施の形態の３Ｄカメラ１１２による撮影画像の一例が示される。図２に示す例では、車両前方側シート１０に着座した前席乗員１０ａの後方に、車両後方側シート１２に着座した後席乗員１２ａが部分的に撮影された画像について示している。
【００２３】
また、特に図示しないものの、本実施の形態の乗員検出装置１００には、車両バッテリの電力をこの３Ｄカメラ１１２に供給する電源装置が搭載されている。この３Ｄカメラ１１２によるこの撮影は、例えばイグニッションキーがＯＮ状態になったとき、あるいは運転席内に装着された着座センサ（図示省略）が、当該運転席に着座した乗員を検知したときに開始されるように設定される。
【００２４】
本実施の形態の制御手段１２０は、更に画像処理部１３０、演算部（ＭＰＵ）１５０、記憶部１７０、入出力部１９０、また特に図示しないものの各種の周辺装置を少なくとも備える。この制御手段１２０は、３Ｄカメラ１１２によって撮影された画像に基づいて、乗員情報に関する処理を行う乗員情報処理装置（ＣＰＵ）として構成される。
【００２５】
画像処理部１３０は、品質の良い画像を得るためのカメラ制御や、３Ｄカメラ１１２によって撮影した画像を加工分析するための画像処理制御を行う手段として構成される。具体的には、カメラ制御においては、フレームレート、シャッター時間、感度調整、精度補正が行われ、ダイナミックレンジや輝度、ホワイトバランスなどが調整される。また、画像処理制御においては、画像の回転補正やレンズ歪み補正、フィルター演算、差分演算などの画像前処理演算と、形状判定やトラッキングなどの画像認識処理演算が実行される。
【００２６】
本実施の形態の演算部１５０は、情報抽出処理部１５２、分割処理部１５４、ヒストグラム演算部１５６及び判定処理部１５８を少なくとも備える。この演算部１５０は、情報抽出処理部１５２、分割処理部１５４、ヒストグラム演算部１５６及び判定処理部１５８のうちの複数の処理部が適宜組み合わせられた構成であってもよい。
【００２７】
演算部１５０を構成する情報抽出処理部１５２は、画像処理部１３０からの情報に基づいて、後方側シートに着座している後席乗員に関する情報を抽出する処理を行う。具体的には、画像処理部１３０の三次元画像から、車両後方側シートのシートバック上部領域に相当する画像情報のみが、この情報抽出処理部１５２によって抽出（導出）される。車両後方側シートのシートバック上部領域に関しては、図３が参照される。この図３には、本実施の形態の情報抽出処理部１５２にてシートバック上部領域として規定される領域Ａ１が示される。図３に示すこの領域Ａ１は、車両後方側シート１２に着座した乗員の肩部を通る水平面Ｓ１、車両後方側シート１２に着座した後席乗員の頭部上方を通る水平面Ｓ２、車両後方側シート１２に着座した後席乗員の頭部前方を通る水平面Ｓ３、車両後方側シート１２に着座した後席乗員の頭部後方を通る水平面Ｓ４、車両後方側シート１２の左右のシートバック側部を通る垂直面Ｓ５，Ｓ６によって区画される領域とされる。この情報抽出処理部１５２が、本発明における「情報抽出処理部」に相当する。
【００２８】
この情報抽出処理に関しては、図４が参照される。この図４には、本実施の形態の情報抽出処理部１５２における情報抽出処理の様子が示される。図４に示すように、この情報抽出処理においては、撮影画像Ｄ１のうち領域Ａ１に対応した部分の画像を抽出する処理が行なわれ、例えば抽出処理中画像Ｄ２を経て、抽出処理後画像Ｄ３が導出される。
【００２９】
また、演算部１５０を構成する分割処理部１５４は、情報抽出処理部１５２にて抽出された画像情報を、車両後方側シートに着座する各乗員の着座領域に関して分割する処理を行う機能を有する。具体的には、車両後方側シートの定員が２人の場合には、情報抽出処理部１５２にて抽出された画像情報を２分割する処理を行い、車両後方側シートの定員が３人の場合には、情報抽出処理部１５２にて抽出された画像情報を３分割する処理を行う。なお、当該車両の車両後方側シートの定員に関する情報は、記憶部１７０にて予め記憶される。
【００３０】
この分割処理部１５４における処理に関しては、図５が参照される。この図５には、本実施の形態の分割処理部１５４における処理の様子が示される。図５に示すように、情報抽出処理部１５２にて抽出された画像情報を２分割する処理に関しては、領域Ａ１が２つの分割領域Ｂ１及びＢ２に分割され、情報抽出処理部１５２にて抽出された画像情報を３分割する処理に関しては、領域Ａ１が３つの分割領域Ｃ１〜Ｃ３に分割される。領域Ａ１が分割された各分割領域は、後席乗員の特徴を検出することが可能な検出エリアとされる。この分割処理部１５４が、本発明における「分割処理部」に相当する。
【００３１】
また、演算部１５０を構成するヒストグラム演算部１５６は、分割処理部１５４にて得られた各分割領域における画像情報に関し、着座時における着座時ヒストグラムを導出するとともに、この着座時ヒストグラムと空席時における空席時ヒストグラムとの差分である差分ヒストグラムを導出する。着座時ヒストグラムは、実際の着座時における各分割領域の画像情報に関し、３Ｄカメラ１１２からの距離に対する画素の度数分布を示すヒストグラムとされる。一方、空席時ヒストグラムは、空席時における各分割領域の画像情報に関し、３Ｄカメラ１１２からの距離に対する画素の度数分布を示すヒストグラムとされる。この空席時ヒストグラムに関する情報は、記憶部１７０にて予め記憶される。ここでいう「画素」は、「ピクセル」とも称呼され、デジタル画像を構成する単位である、色のついた「点」とされ、距離（奥行き）や透明度などの情報を含む。正方形或いは長方形の当該ピクセルを規則正しく縦横に並べられた一枚の画像によってデジタル画像が表現される。３Ｄカメラ１１２からの距離に対する画素の度数分布を示すヒストグラムは、３Ｄカメラ１１２からの距離を横軸とし、３Ｄカメラ１１２からの距離に応じた画素の度数（数）を縦軸とすることによって形成される。
【００３２】
差分ヒストグラムの導出処理に関しては、図６が参照される。この図６には、本実施の形態のヒストグラム演算部１５６における差分ヒストグラムの導出処理の様子が示される。図６に示すように、この差分ヒストグラムの導出処理においては、着座時ヒストグラムから空席時ヒストグラムを差し引く処理によって差分ヒストグラムが導出される。導出されたこの差分ヒストグラムに関し、３Ｄカメラ１１２から所定範囲にある後席乗員の着座位置での差分ヒストグラムにおける差分の総和、すなわち３Ｄカメラ１１２から所定範囲にある画素の度数が、各分割領域にて検出された検出体の体積に相当する。３Ｄカメラ１１２からの所定範囲は、記憶部１７０にて予め記憶される。
【００３３】
演算部１５０を構成する判定処理部１５８は、ヒストグラム演算部１５６にて導出された情報に基づいて、各分割領域において検出された検出体に後席乗員が含まれるか否かを判定する。具体的には、ヒストグラム演算部１５６によって演算された検出体の体積が、予め設定された設定値を上回る場合或いは設定値以上である場合に、当該検出体に後席乗員が含まれており、したがって後席乗員が着座していると判定する。一方、ヒストグラム演算部１５６によって演算された検出体の体積が、予め設定された設定値以下である場合或いは設定値を下回る場合に、当該検出体に後席乗員が含まれておらず、したがって後席乗員が着座していない（空席である）と判定する。この判定処理と、この判定処理の前処理である前記の差分ヒストグラムの導出処理は、分割処理部１５４にて分割された２つ或いは３つの分割領域のすべてに関して行う。この判定処理部１５８と前記のヒストグラム演算部１５６とによって、本発明における「導出処理部」が構成されている。
【００３４】
本実施の形態の記憶部１７０は、演算制御ソフトウエアに加えて、補正用のデータや前処理用のバッファーフレームメモリー、認識演算のための定義データや基準パターン、演算部１５０における各種の処理結果を記録（記憶）する手段として構成される。
【００３５】
本実施の形態の入出力部１９０は、車両全体に関する制御を行うＥＣＵ２００との間で、判定処理部１５８における判定結果をはじめ、車両に関する情報、周辺の交通状況に関する情報、天候や時間帯に関する情報などが入力され認識結果を出力する。車両に関する情報の具体例としては、レーダーやカメラによる車両の衝突予知情報、車両ドアの開閉、シートベルトの装脱着、ブレーキの作動、車速、ステアリング操舵角度などがある。本実施の形態では、この入出力部１９０から出力された情報に基づいて、ＥＣＵ２００が作動装置２１０に対し駆動制御信号を出力する構成とされる。なお、入出力部１９０は、作動装置２１０に対し制御信号を出力することが可能であればよく、図１に示すように、作動装置２１０との間にＥＣＵ２００が介在する構成であってもよいし、或いは作動装置２１０に対し直接的に制御信号を出力する構成であってもよい。ここでいう作動装置２１０が、本発明における「作動装置」に相当する。
【００３６】
以上のように、本実施の形態の乗員検出装置１００によれば、３Ｄカメラ１１２によって撮影された三次元画像に基づく各処理によって、車両後方側シート１２に着座した後席乗員に関する情報を精度良く検出することが可能とされる。すなわち、三次元画像を用いる場合には、背景と後席乗員との色の差や、肌と服との色の差が少ないような場合等であっても、距離により情報を抽出することが可能であるため、二次元画像を検出する構成に比して、高い検出精度を確保することが可能となる。
【００３７】
また、本実施の形態の作動装置２１０は、下記の各形態のシートベルト装置やエアバッグ装置等の構成要素として用いられる。ここでいうシートベルト装置やエアバッグ装置等が、本発明における「作動装置制御システム」に相当し、特にシートベルト装置が、本発明における「シートベルトシステム」に相当する。シートベルト装置やエアバッグ装置の具体的構成に関しては図７が参照される。図７には、図１中の乗員検出装置１００を搭載した車両の構成が示される。
【００３８】
第１の形態として、後席乗員情報（乗員の有無、乗員の着座位置）、或いは乗員乗降情報と車両ドアの開閉情報を用いて、後席乗員に装着されたシートベルト２０用のシートベルトバックル２１やトング２２の存在位置、或いはシートベルトバックル２１やトング２２の選択を、後席乗員に対し報知する報知機能を搭載した第１のシートベルト装置が構成される。この報知動作は、例えばシートベルトバックル２１自体やトング２２自体を光らせる、シートベルトバックル２１をせり出させる（突出させる）、トング２２を送り出す、トング２２を上下に摺動させる、モニターパネル１３に表示することによって遂行される。ここでいう報知機能によって、本発明における「報知部」が構成される。なお、車両ドアの開閉情報は、車両ドアセンサ１４によって検知される。
このような構成のシートベルト装置を用いることによって、車両後方側シートに着座した後席乗員に対しシートベルトバックルやトングの存在を認知させることが可能となる。これにより、シートベルトバックルやトングの存在に認知度を高めることで、後席乗員のシートベルト装着率を高めるのに効果的である。
【００３９】
また、第２の形態として、後席乗員情報（乗員の有無、乗員の着座位置）を用いて、運転者に対し後席乗員のシートベルト装着結果（装着状態）を報知する報知機能を備えた第２のシートベルト装置が構成される。この報知動作は、例えばモニターパネル１３やメーターパネル１５に表示出力する、ガイダンスをスピーカーにて音声出力することによって遂行される。ここでいう報知機能によって、本発明における「報知部」が構成される。
このような構成のシートベルト装置を用いることによって、車両後方側シートに着座した後席乗員がシートベルト未装着である場合に、運転者を含む前席乗員や後席乗員に対しシートベルトの装着を促すことが可能となる。
【００４０】
また、第３の形態として、後席乗員情報（乗員の有無、乗員の着座位置）を用いて、運転者或いは後席乗員に対しシートベルトバックル２１とトング２２の組み合わせが正しく行われたか否かを報知する報知機能を備えた第３のシートベルト装置が構成される。この報知動作は、例えばモニターパネル１３やメーターパネル１５における表示出力や音出力、特定部位の発光ないし振動などによって遂行される。ここでいう報知機能によって、本発明における「作動部」が構成される。
このような構成のシートベルト装置を用いることによって、例えば後席右側乗員用のシートベルトバックルに後席左側乗員用のトングが装着されるような誤ったバックル操作がなされるのを防止することができ、シートベルト本来の乗員拘束機能を発揮させることが可能となる。
【００４１】
また、第４の形態として、後席乗員情報（乗員の有無、乗員の着座位置）を用いて、シートベルト２０を介して後席乗員に作用するシートベルト負荷を軽減するシートベルト負荷軽減機能を搭載した第４のシートベルト装置が構成される。このシートベルト負荷軽減動作は、例えばシートベルトバックル２１をせり出させる（突出させる）、トング２２を送り出す、シートベルト２０に作用する別の部材（シートベルトリーチャー）を駆動装置３０或いは３１によって駆動させることによって遂行される。このような構成のシートベルト装置を用いることによって、シートベルト２０を介して後席乗員に作用するシートベルト負荷を軽減することができ、後席乗員をシートベルト２０によって適正に拘束することが可能となる。
【００４２】
なお、上記の各シートベルト装置におけるシートベルト２０、シートベルトバックル２１及びトング２２が、それぞれ本発明における「シートベルト」、「シートベルトバックル」及び「トング」に対応している。
【００４３】
また、第５の形態として、後席乗員情報（乗員の有無、乗員の着座位置）と、更なる情報としてのシートベルトバックルとトングのバックル締結情報を用いて、車両事故の際にシートベルト２０に弛みを巻き取るプリテンショナー２３を作動させる第５のシートベルト装置が構成される。このような構成のシートベルト装置を用いることによって、車両事故の際にシートベルト２０に弛みを巻き取るプリテンショナー２３を適正に作動させ、これによってシートベルトによる乗員拘束性を高めることが可能となる。
【００４４】
また、第６の形態として、後席乗員情報（乗員の有無、乗員の着座位置）を用いて、後席乗員拘束用のエアバッグ等を作動させる機能を搭載した作動装置が構成される。この作動装置は、具体的には、車両前方側シート１０の下方や天井部分に装着されて事故の際に後席乗員の前方にて展開膨張するエアバッグ４０、事故の際に後席乗員のドア側にて展開膨張するサイドエアバッグ４１、事故の際に後席乗員同士の間にて展開膨張する中間エアバッグ４２などを用いて構成される。更には、車両後方側シート１２のシートクッションを、エアバッグ或いは他の駆動機構を介して上方へと持ち上げることによって、後席乗員が座面に沿ってシートベルトを潜ろうとする現象、いわゆる「サブマリン現象」と称呼される現象の発生を阻止或いは抑制するための規制装置４３や、事故の際に車両前方側シート１０と車両後方側シート１２との間をカーテン状の部材によって仕切ることによって、後席乗員や荷物などが前方へと移動するのを規制する装置などの構成要素によって、作動装置が構成されてもよい。このような構成の作動装置を用いることによって、車両事故の際にエアバッグ４０やサイドエアバッグ４１などの乗員拘束手段を適正に作動させ、これによって乗員拘束性を高めることが可能となる。
【００４５】
また、その他の形態として、後席乗員情報（乗員の有無、乗員の着座位置）を用いて、チャイルドシート装着時にシートベルトロックを行う装置や報知を行う装置、また当該後席乗員情報を用いて、チャイルドシート装着時や小児のような小柄な乗員が着座している場合にドアロックを行う装置や報知を行う装置などが構成される。
【００４６】
以上のように、本実施の形態の乗員検出装置１００を用いれば、３Ｄカメラ１１２によって撮影された三次元画像に基づく各処理により、車両後方側シート１２における後席乗員に関し精度良く検出された情報を用いて制御を行うシートベルト装置やエアバッグ装置が提供される。また、これらのシートベルト装置やエアバッグ装置を搭載した車両が提供される。
【００４７】
（他の実施の形態）
本発明は上記の実施の形態のみに限定されるものではなく、種々の応用や変形が考えられる。例えば、上記実施の形態を応用した次の各形態を実施することもできる。
【００４８】
上記実施の形態では、自動車に装着される乗員検出装置１００の構成について記載したが、自動車をはじめ、航空機、船舶、バス、電車等の各種の車両に装着される乗員検出装置の構成に対し本発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本実施の形態に係る車両搭載用の乗員検出装置１００のシステム構成を示す図である。
【図２】本実施の形態の３Ｄカメラ１１２による撮影画像の一例を示す図である。
【図３】本実施の形態の情報抽出処理部１５２にてシートバック上部領域として規定される領域Ａ１を示す図である。
【図４】本実施の形態の情報抽出処理部１５２における抽出処理の様子を示す図である。
【図５】本実施の形態の分割処理部１５４における処理の様子を示す図である。
【図６】本実施の形態のヒストグラム演算部１５６における差分ヒストグラムの導出処理の様子を示す図である。
【図７】図１中の乗員検出装置１００を搭載した車両の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００５０】
１０…車両前方側シート
１０ａ…前席乗員
１２…車両後方側シート
１２ａ…後席乗員
１３…モニターパネル
１４…車両ドアセンサ
１５…メーターパネル
２０…シートベルト
２１…シートベルトバックル
２２…トング
２３…プリテンショナー
３０，３１…駆動装置
４０…後席エアバッグ
４１…サイドエアバッグ
４２…中間エアバッグ
４３…規制装置
１００…乗員検出装置
１１０…撮影手段
１１２…３Ｄカメラ
１２０…制御手段
１３０…画像処理部
１５０…演算部（ＭＰＵ）
１５２…情報抽出処理部
１５４…分割処理部
１５６…ヒストグラム演算部
１５８…判定処理部
１７０…記憶部
１９０…入出力手段
２００…ＥＣＵ
２１０…作動装置
【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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