(57)【要約】【課題】シートベルトの着用状態を検出して乗員に報知することを目的とする。【解決手段】シートベルト警報装置は、車内の座席を撮影し熱画像とする赤外線カメラ１、各座席のシートベルトが着用されているか否かを検出するシートベルトセンサ３、走行速度を検出する車輪速センサ４がマイクロコンピュータ２に接続している。マイクロコンピュータ２は、熱画像データを処理して、乗員の居る座席を判断するとともに、乗員の上半身の特に顔および首筋の表面温度分布の不連続性を利用して、シートベルトの着用状態を検出する。マイクロコンピュータ２には、さらにディスプレイ５ａ、５ｂとスピーカー６が接続しており、車両が停止状態の場合はディスプレイ５ｂにより主に運転者に、走行中の場合はスピーカー６、ディスプレイ５ａにより主に同乗者にシートベルトの着用状態を報知する。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車室内の座席を撮影し熱画像を取得する撮像手段と、
前記熱画像から各座席に乗員が居るかどうかを判定する乗員検出手段と、
少なくとも乗員の居る座席のシートベルトが着用状態であるか否かを判断するシートベルト着用判断手段と、
前記熱画像を用い、前記座席に着座してシートベルトを着用している乗員毎にシートベルトの着用状態を判断する着用状態判断手段と、
該着用状態判断手段の判断結果に基づいて、警報を報知するか否かを判断する報知判断手段と、
警報を報知する報知手段を備え、
前記着用状態判断手段は、顔または首筋とシートベルトの表面温度の分布からシートベルトが顔または首筋にかかっていることを検出することを特徴とするシートベルト警報装置。
【請求項２】
前記乗員検出手段は、前記熱画像から所定のレベル以上の発熱を示す発熱領域を各座席の位置に対応して抽出して、前記発熱領域の面積を所定値と比較することによって、前記座席に乗員が居るかどうかを判定することを特徴とする請求項１に記載のシートベルト警報装置。
【請求項３】
前記報知判断手段は、
車両の走行状態を検出する走行状態検出手段と、
該走行状態検出手段の検出した車両の走行状態に基づいて乗員に警報を報知する方法を選択する報知選択手段とを有することを特徴とする請求項１または２に記載のシートベルト警報装置。
【請求項４】
前記報知選択手段は、
車両が停車中の場合は表示報知を選択し、走行中の場合は音声報知を選択することを特徴とする請求項３に記載のシートベルト警報装置。
【請求項５】
前記シートベルト着用判断手段は、
前記熱画像から前記シートベルトを検出することでシートベルトの着用判断を行うことを特徴とする請求項１から４のいずれか１に記載のシートベルト警報装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シートベルト着用の警報装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】特開平１０−２２６３１４号公報
シートベルト着用促進装置として、シートベルト着用検出機構により、運転者がシートベルト未着用であると検知された場合には、音声発生機構にて運転者にシートベルトの着用を促す報知をすることにより、シートベルトの着用を促すものが知られている（特開平１０−２２６３１４号広報参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、単にシートベルトを着用しているか否かだけの判断によるものでは不十分であった。
本発明は、上記の問題点を解決するために、シートベルトの着用状態を判断できるシートベルト警報装置を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
このため、本発明は、車室内の座席を撮影し熱画像を取得する撮像手段と、前記熱画像から各座席に乗員が居るかどうかを判定する乗員検出手段と、少なくとも乗員の居る座席のシートベルトが着用状態であるか否かを判断するシートベルト着用判断手段と、前記熱画像を用い、前記座席に着座してシートベルトを着用している乗員毎にシートベルトの着用状態を判断する着用状態判断手段と、該着用状態判断手段の判断結果に基づいて、警報を報知するか否かを判断する報知判断手段と、警報を報知する報知手段を備え、前記着用状態判断手段は、顔または首筋とシートベルトの表面温度の分布からシートベルトが顔または首筋にかかっていることを検出するものとした。
【０００５】
【発明の効果】
本発明により、顔、首筋を熱画像から抽出して、顔、首筋などとシートベルトの表面温度の差からシートベルトが顔または首筋にかかっていることを検出して警報することができる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を説明する。
図１はシートベルト警報装置のブロック構成図である。
シートベルト警報装置は、車内の座席に着座している乗員の上半身を撮影し熱画像とする赤外線カメラ１、各座席のシートベルトタングがシートベルトバックルに接続されているか否かを検出するシートベルトセンサ３、走行速度を検出する車輪速センサ４がマイクロコンピュータ２に接続している。
【０００７】
マイクロコンピュータ２は、赤外線カメラ１により取得された熱画像のデータを処理して、乗員の居る座席を判断するとともに、乗員の上半身の特に顔および首筋の表面温度分布の不連続性を利用して、シートベルトの着用状態を検出する。
また、マイクロコンピュータ２は、シートベルトセンサ３からの信号により、各座席のシートベルトを着用しているかどうかの判断と、車輪速センサ４からの速度信号により車両が停車中か走行中かを検出する。
【０００８】
マイクロコンピュータ２には、さらにディスプレイ５とスピーカー６が接続しており、マイクロコンピュータ２が上記赤外線カメラ１、シートベルトセンサ３および車輪速センサ４の情報または信号から、シートベルトの着用に対する乗員への報知が必要と判定した場合、ディスプレイ５にその警報内容を表示して、またスピーカー６にて音または音声による報知をする。
ディスプレイ５は、運転者以外の乗員がその表示を確認できる車両前部のセンターコンソールに設けられたディスプレイ５ａと、運転者が確認できる位置に設けられたディスプレイ５ｂとから構成される。
【０００９】
以下にさらに詳細に各構成の説明をする。
赤外線カメラ１は、車両の前部席前方の上方、左右方向のほぼ中央に、やや斜め下方に車両後方に向いて設置し、前部席および後部席に着座している乗員全員の上半身を撮影可能に設定する。
赤外線カメラ１の赤外線センサは例えば非冷却型のアモルファスシリコンで構成され、その検知波長を太陽光線で加熱された座席シートや衣服などから放射される赤外線波長からの影響を避けるため、例えば１０μｍ帯の遠赤外線とする。
【００１０】
マイクロコンピュータ２は画像一時記憶部２１、乗員検出部２２、シートベルト着用状態判断部２３、シートベルト着用判断部２４、走行状態検出部２５、報知判断部２６から構成されている。
画像一時記憶部２１は、赤外線カメラ１の撮像した車室内の熱画像のデータを一時記憶する。
乗員検出部２２は、画像一時記憶部２１から画像のデータを読み出し、前もって赤外線カメラ１の位置および撮影方向と車両の座席配置から決まる、各座席に着席したとき乗員が写ると予想される画像の区画に熱画像を区切り、各区画において画像濃度が所定値より高い領域が所定の面積以上存在しているかどうかを判定する。この結果、座席毎に乗員が居るかどうか判定される。
【００１１】
シートベルト着用状態判定部２３は、乗員検出部２２で乗員が居ると判定した座席に対応する熱画像の区画に対して、露出している顔、首筋部分から放射される遠赤外線の強度が他の衣服で覆われている部分より強いことを利用して楕円に近い頭部の抽出とそれに下方に続く括れ部を熱画像から抽出する。
顔または首筋にシートベルトがかかっている場合、顔または首筋の画像濃度分布に不連続性が生じるのを利用して、所定の数値以上の濃度のジャンプ部を顔または首筋に検出した場合を判定する。
【００１２】
シートベルト着用判断部２４は、各座席に設置された図４に示すようなシートベルト３３のシートベルトタングがシートベルトバックルに接続されているかどうかの信号を検知して、座席ごとにシートベルトの着用の有無を判断する。
【００１３】
走行状態検出部２５は、車輪速センサ４からの信号を取得して、車両が走行状態か否かを検出する。
報知判断部２６は、報知が必要かどうか、ディスプレイ５ａ、５ｂとスピーカー６のいずれを使って報知するかを判断して、シートベルトの無着用、シートベルトの着用状態に対する警報を出力させる。
【００１４】
本実施の形態の作用を以下に説明する。
図２はシートベルト警報を出力する流れを示すフローチャートである。このフローチャートでは特にシートベルトの着用状態に対する報知に注目して説明する。
ステップ１０１では、運転者は、マイクロコンピュータ２に画像処理による判断のための設定値などの初期設定を行う。
【００１５】
つまり、赤外線カメラ１で撮影される車室内の熱画像の各座席に対応する画像処理上の画像区画の区切り設定、乗員が該当する座席に存在するか否かを判断するための熱画像の濃度閾値、濃度閾値以上を示す領域の面積閾値、乗員の顔部分を抽出するための座席位置ごとの乗員の顔の大きさ、シートベルトの着用状態検出のための表面温度分布のジャンプ量、車輪速の走行状態判定値など、乗員検出部２２、シートベルト着用状態判断部２３、走行状態検出部２５のための設定を行う。
ステップ１０１の後、ステップ１０２に進む。
【００１６】
ステップ１０２では、赤外線カメラ１は車室内の熱画像を取得し、それをマイクロコンピュータ２が画像一時記憶部２１に記憶する。
図３に１名の乗員の胸部から上の上半身の熱画像の例を模式的に示す。顔の部分および首筋の露出している部分の表面温度が高い部位の画像濃度が高く、衣服や左肩から斜めにかけられたシートベルトの部分は濃度が低い。
【００１７】
ステップ１０３では、乗員検出部２２は画像一時記憶部２１の熱画像のデータから座席ごとに乗員の有無を検出する。予め熱画像の全領域から座席ごとに対応して区画された画像区画に分割し、所定の画素濃度以上を示す人の温度分布を示す領域面積が所定値以上含まれている場合に、対応する画像区画つまり対応する座席に乗員が居ると判断する。
【００１８】
ステップ１０４では、シートベルト着用判断部２４は、各座席のシートベルトセンサ３からの信号を読み込み、各座席のシートベルトが着用されているか否かを判断して記憶する。
ステップ１０５では、シートベルト着用状態判断部２３は、ステップ１０３、１０４の結果を用いて、座席に乗員が居ると判断されかつシートベルト着用信号を検出した座席に対して画像一時記憶部２１に記憶された熱画像のデータから、対応する座席の区画部分の熱画像のデータを読み出し、画像処理でシートベルト３３のたすき部が顔または首筋にかかっているかどうか、つまりシートベルト着用状態を判断する。
【００１９】
図４にシートベルトの着用状態の例を示す。
図４の（ａ）は、前部席シート３１、ここでは助手席に大人が着座してシートベルト３３を着用している模式図であり、シートベルト３３のたすき部が肩から胸、腰にかけて斜め下にかかっているシートベルトの着用状態を示す。
これに対し、図４の（ｂ）は、助手席に子供が着座している場合の例であり、シートベルト３３のたすき部が顔の一部および首筋から胸にかけて斜め下にかかっている着用状態を示す。
【００２０】
同様に図４の（ｃ）は後部席シート３２の場合の例を示す。図の左側は子供が着座しており、シートベルト３３のたすき部が顔の一部および首筋から胸にかけて斜め下にかかっているシートベルトの着用状態である。右側は大人が顔、首筋にかからずにシートベルトを着用している状態を示す。
【００２１】
ステップ１０６では、ステップ１０５での判断結果をチェックして、顔または首筋にかからないシートベルトの着用状態の場合（ＮＯ）はこの処理を終わり、ステップ１０２に戻る。顔または首筋にかかるシートベルトの着用状態の場合（ＹＥＳ）は、ステップ１０７に進む。
ステップ１０７では、走行状態検出部２５は、車輪速センサ４から車速信号つまり車両の走行状態を示す信号を受け、走行中か停車中かの判断をしてその結果を報知判断部２６に出力する。
ステップ１０８では、報知判断部２６は、走行状態か停車状態かステップ１０７の判断をチェックする。走行状態の場合はステップ１０９に、停車中の場合はステップ１１０に進む。
【００２２】
ステップ１０９では、報知判断部２６は、スピーカー６を報知手段として選択して、音声によるシートベルトの着用状態に対する警報を発する。また、ディスプレイ５ａに表示して同乗者に該当座席位置を示す。
この報知方法は主に同乗者に対しての注意喚起を行うものである。
ステップ１０９で一連の動作は終了しステップ１０２に戻る。
【００２３】
ステップ１１０では、報知判断部２６は、ディスプレイ５ｂを報知手段として選択して、運転者にシートベルトの着用状態に対する警報表示と該当座席位置を示す。
この報知方法は主に運転者に対してシートベルトの着用状態を報知するものである。
ステップ１１０で一連の動作は終了しステップ１０２に戻る。
【００２４】
本実施の形態の赤外線カメラ１は本発明の撮像手段を、ステップ１０３は乗員検出手段を、ステップ１０４はシートベルト着用判断手段を、ステップ１０５は着用状態判断手段を、ステップ１０７と１０８は報知判断手段を、ディスプレイ５とスピーカー６は報知手段を構成し、特にステップ１０７は走行状態検出手段を、ステップ１０８は報知選択手段を構成する。
【００２５】
以上のように本実施の形態によれば、熱画像から抽出した顔や首筋の人体の表面温度を示す領域の一部が、シートベルによって覆われている場合、シートベルトの部分の画像濃度は薄いことから、その部分の画像の濃度分布の変化の大きさから、シートベルトが顔または首筋にかかっているシートベルトの着用状態を容易に検出でき判断できる。
【００２６】
さらに、車両の走行状態によって自動的に警報の報知方法を変えるので、停車中または走行中に対して適切な報知方法となる。
特に停車状態では、音声によるシートベルト警報が出続けて煩わしいということがなく、主に運転者への表示警報だけとなる。また、走行状態では同乗者に対する注意喚起を音声で促す構成なので、運転者は運転に注意を集中できる。
【００２７】
なお、赤外線カメラの検知赤外線が１０μｍ波長帯の人体放射の赤外線であるので、目的とする人体が他の車内外の映像部分より強調された映像となり、座席に乗員がいるかどうかを判別する２値化処理をしやすい赤外線画像が昼間、夜間に関わらず得られる。
ガラスは１０μｍ波長帯の赤外線を透過しにくいので、赤外線カメラに窓の景色が映りこんでも、熱画像には反映されず、画像処理がしやすい。
特に太陽光線によって座席シートが加熱されている場合でも、また露出した顔や首筋のような部位を、他の衣服で覆われた体の領域から、画像の濃度によって容易に抽出できる。
【００２８】
次に本実施の形態の変形例を説明する。
本変形例では、図１のシートベルトセンサ３を不要とするものであり、画像一時記憶部に記憶した熱画像を用いて、シートベルト着用判断部において、画像処理によって乗員がシートベルトを着用しているかどうかを判断する。
本変形例の場合、図２のフローチャートのステップ１０４では、シートベルトセンサ３からの信号を取得する代わりに、各座席着座者のシートベルト着用の有無を熱画像から判断する。
【００２９】
シートベルトは厚い丈夫な繊維で構成されており、衣服の上から装着されたシートベルトのたすき部は人体からの遠赤外線をさらに遮断する効果がある。したがって熱画像において上半身部の熱画像の濃度分布から、シートベルトのたすき部に対応する画素の低濃度の帯状パターンを画像認識することによって、シートベルトを着用しているか否かを判別できる。
本変形例によれば、シートベルトセンサ３が省略できる。
【００３０】
なお、熱画像の画像処理においてシートベルトを識別しやすいように、図５に示すように、太陽光の熱または体温の伝導による熱を遠赤外線に変換して効果的に放出するジルコニア、チタニア、アルミナなどのセラミック素材を含む繊維を縫いこむか、そのような素材を含むフィルムを貼り付けて、マーカーとしてもよい。そのようなマーカー付のシートベルト３３’を着用した例を図５に示す。
【００３１】
このような遠赤外線を放射しやすい素材をシートベルト３３’に付することにより、シートベルトを着用すると遠赤外線の弱いバンド領域の中に遠赤外線を強く放出する領域を含むので、シートベルトの着用の有無を画像認識によって容易に判断できる。
【００３２】
また、逆にシートベルトに比較的遠赤外線を吸収または遮断する素材、例えば木綿、ガラス繊維をマーカーとして使用して、衣服をつけている部分よりもシートベルト部分の熱画像の濃度がより低くなるようにしてもよい。
本変形例によれば、シートベルト着用の有無が熱画像から容易に判断できる。
【００３３】
以上の実施の形態では、赤外線カメラ１は前部席前方上部に１台設置する構成としたが、適切に各座席の乗員の上半身が撮影できるように複数設けてもよい。また、ディスプレイ５は、同乗者に見えやすいセンターコンソールにディスプレイ５ａを、運転者に見やすい位置にディスプレイ５ｂを別個に設置する構成としたが、両者から見やすいセンターコンソールの運転者よりの位置に一つとしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の構成を示す図である。
【図２】本発明の作用を説明するフローチャートである。
【図３】赤外線カメラで撮影した熱画像の例を示す図である。
【図４】シートベルト着用状態を説明する図である。
【図５】実施の形態の変形例を示す図である。
【符号の説明】
１        赤外線カメラ
２        マイクロコンピュータ
３        シートベルトセンサ
４        車輪速センサ
５、５ａ、５ｂ    ディスプレイ
６        スピーカー
２１      画像一時記憶部
２２      乗員検出部
２３      シートベルト着用状態判断部
２４      シートベルト着用判断部
２５      走行状態検出部
２６      報知判断部
３１      前部席シート
３２      後部席シート
３３      シートベルト
３３’    シートベルト
３４      乗員
３５      乗員
【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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