(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両のヘッドレストの上下方向位置を制御するヘッドレスト位置制御装置であって、
運転者の前方に配設されたカメラを介して、前記ヘッドレストの左右方向の両端部及び運転者の頭部を含む画像を生成する画像生成手段と、
前記画像生成手段によって生成された画像から、前記ヘッドレストの上下方向位置を検出するヘッドレスト検出手段と、
前記ヘッドレスト検出手段によって検出されたヘッドレストの上下方向位置に基づいて、前記ヘッドレストの上下方向の位置が適正であるか否かを判定する位置判定手段と、
前記位置判定手段によって適正ではないと判定された場合に、前記ヘッドレストを、適正な位置まで上下方向に移動する位置変更手段と、を備え、
前記ヘッドレスト検出手段は、運転者の顔の左右方向両端位置よりも顔の左右方向中心線から離間する側に、前記画像の濃淡に関して境界線を構成する上下方向の線分を検出することによって、前記ヘッドレストの上下方向の位置を検出する、ヘッドレスト位置制御装置。
【請求項２】
前記ヘッドレスト検出手段は、前記上下方向の線分が、顔の左右方向の中心線を基準として、右側及び左側に略同一の距離だけ離間する位置に検出された場合に限って、該上下方向の線分を、前記ヘッドレストの左右方向の両端位置であると判定する、請求項１に記載のヘッドレスト位置制御装置。
【請求項３】
前記ヘッドレスト検出手段は、前記上下方向の線分の上端位置及び下端位置の少なくとも一方に基づいて、前記ヘッドレストの上下方向の位置を検出する、請求項１に記載のヘッドレスト位置制御装置。
【請求項４】
車両のヘッドレストの上下方向位置を制御するヘッドレスト位置制御装置であって、
運転者の前方で且つ当該運転者の頭部に対して斜め上方又は斜め下方に配設されたカメラを介して、前記ヘッドレストの左右方向の両端部及び運転者の頭部を含む画像を生成する画像生成手段と、
前記画像生成手段によって生成された画像から、前記ヘッドレストの上下方向位置を検出するヘッドレスト検出手段と、
前記画像生成手段によって生成された画像から、運転者の顔の特徴点である眉、眼、鼻、口、及び、耳の内、少なくともいずれか１つの顔の特徴点に関する上下方向の位置を検出する特徴点検出手段と、
前記特徴点検出手段によって検出された特徴点の上下方向の位置に対する、前記ヘッドレスト検出手段によって検出されたヘッドレストの上下方向位置を、前記カメラが運転者の頭部に対して正面に配設されている場合の上下方向位置に補正する位置補正手段と、
前記位置補正手段によって補正されたヘッドレストの上下方向位置および前記特徴点検出手段によって検出された顔の特徴点の上下方向位置に基づいて、前記ヘッドレストの上下方向の位置が適正であるか否かを判定する位置判定手段と、
前記位置判定手段によって適正ではないと判定された場合に、前記ヘッドレストを、適正な位置まで上下方向に移動する位置変更手段と、を備えたヘッドレスト位置制御装置。
【請求項５】
前記カメラは、コラムカバー上に仰角を変更可能に配設されている、請求項４記載のヘッドレスト位置制御装置。
【請求項６】
前記位置補正手段は、前記コラムカバーのチルト角、及び、前記カメラの仰角に基づいて、前記ヘッドレスト検出手段によって検出されたヘッドレストの上下方向位置を補正する、請求項５記載のヘッドレスト位置制御装置。
【請求項７】
前記カメラは、運転者の脇見状態及び閉眼状態の少なくとも一方を検出する目的で配設されている、請求項１または４に記載のヘッドレスト位置制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、車両のヘッドレストの上下方向位置を制御するヘッドレスト位置制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両に配設されたヘッドレストの上下方向位置を適正な位置に制御するヘッドレスト制御装置が知られている。例えば、ヘッドレストに組み込まれた２個のセンサと、バックレスト内に取り付けられて前記ヘッドレストを昇降させる駆動装置と、前記センサからの信号によって運転者の頭の位置を検出し、前記ヘッドレストが最適位置となるように調整する制御回路とを設けて構成されたヘッドレスト自動調整装置が開示されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】実開昭６３−７９７５７号公報
【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、特許文献１に記載のヘッドレスト自動調整装置では、反射型光センサ等のセンサによって運転者の頭部の上端位置を検出しているため、運転者のヘアスタイル、帽子の着用等に応じて検出される運転者の頭部の上端位置が変化するので、適正な位置に調整することが困難な場合がある。また、運転者の頭部の上端位置を検出するセンサを配設する必要があるため、製造コストが増大する。
【０００４】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、ヘッドレストの上下方向位置を適正な位置に制御することの可能なヘッドレスト位置制御装置を提供することにある。更に、簡素な構成で、ヘッドレストの上下方向位置を適正な位置に制御することの可能なヘッドレスト位置制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明は、以下の特徴を有している。第１の発明は、車両のヘッドレストの上下方向位置を制御するヘッドレスト位置制御装置であって、運転者の前方に配設されたカメラを介して、前記ヘッドレストの左右方向の両端部及び運転者の頭部を含む画像を生成する画像生成手段と、前記画像生成手段によって生成された画像に基づいて、前記ヘッドレストの上下方向の位置が適正であるか否かを判定する位置判定手段と、前記位置判定手段によって適正ではないと判定された場合に、前記ヘッドレストを、適正な位置まで上下方向に移動する位置変更手段と、を備える。
【０００６】
第２の発明は、上記第１の発明において、前記画像生成手段によって生成された画像から、前記ヘッドレストの上下方向位置を検出するヘッドレスト検出手段を備え、前記位置判定手段が、前記ヘッドレスト検出手段によって検出されたヘッドレストの上下方向位置に基づいて、前記ヘッドレストの上下方向の位置が適正であるか否かを判定する。
【０００７】
第３の発明は、上記第２の発明において、前記ヘッドレスト検出手段が、運転者の顔の左右方向両端位置よりも顔の左右方向中心線から離間する側に、前記画像の濃淡に関して境界線を構成する上下方向の線分を検出することによって、前記ヘッドレストの上下方向の位置を検出する。
【０００８】
第４の発明は、上記第３の発明において、前記ヘッドレスト検出手段が、前記上下方向の線分が、顔の左右方向の中心線を基準として、右側及び左側に略同一の距離だけ離間する位置に検出された場合に限って、該上下方向の線分を、前記ヘッドレストの左右方向の両端位置であると判定する。
【０００９】
第５の発明は、上記第３の発明において、前記ヘッドレスト検出手段が、前記上下方向の線分の上端位置及び下端位置の少なくとも一方に基づいて、前記ヘッドレストの上下方向の位置を検出する。
【００１０】
第６の発明は、上記第２の発明において、前記画像生成手段によって生成された画像から、運転者の顔の特徴点である眉、眼、鼻、口、及び、耳の内、少なくともいずれか１つの顔の特徴点に関する上下方向の位置を検出する特徴点検出手段を備え、前記位置判定手段が、前記特徴点検出手段によって検出された顔の特徴点の上下方向位置に基づいて、前記ヘッドレストの上下方向の位置が適正であるか否かを判定する。
【００１１】
第７の発明は、上記第６の発明において、前記カメラが、運転者の頭部に対して、斜め上方又は斜め下方に配設されており、前記特徴点検出手段によって検出された特徴点の上下方向の位置に対する、前記ヘッドレスト検出手段によって検出されたヘッドレストの上下方向位置を、前記カメラが運転者の頭部に対して正面に配設されている場合の上下方向位置に補正する位置補正手段を備え、前記位置判定手段が、前記位置補正手段によって補正されたヘッドレストの上下方向位置に基づいて、前記ヘッドレストの上下方向の位置が適正であるか否かを判定する。
【００１２】
第８の発明は、上記第７の発明において、前記カメラが、コラムカバー上に仰角を変更可能に配設されている。
【００１３】
第９の発明は、上記第８の発明において、前記位置補正手段が、前記コラムカバーのチルト角、及び、前記カメラの仰角に基づいて、前記ヘッドレスト検出手段によって検出されたヘッドレストの上下方向位置を補正する。
【００１４】
第１０の発明は、上記第１の発明において、前記カメラが、運転者の脇見状態及び閉眼状態の少なくとも一方を検出する目的で配設されている。
【発明の効果】
【００１５】
上記第１の発明によれば、運転者の前方に配設されたカメラを介して、ヘッドレストの左右方向の両端部及び運転者の頭部を含む画像が生成され、生成された画像に基づいて、ヘッドレストの上下方向の位置が適正であるか否かが判定される。そして、適正ではないと判定された場合に、ヘッドレストが適正な位置まで上下方向に移動されるため、ヘッドレストの上下方向位置を適正な位置に制御することができる。
【００１６】
すなわち、ヘッドレストの左右方向の両端部及び運転者の頭部を含む画像に基づいて、ヘッドレストの上下方向の位置が適正であるか否かが判定されるため、ヘッドレストの上下方向の位置が適正であるか否かを正確に判定することが可能となるので、ヘッドレストの上下方向位置を適正な位置に制御することができるのである。
【００１７】
上記第２の発明によれば、生成された画像からヘッドレストの上下方向位置が検出され、検出されたヘッドレストの上下方向位置に基づいて、ヘッドレストの上下方向の位置が適正であるか否かが判定されるため、ヘッドレストの上下方向位置を更に適正な位置に制御することができる。
【００１８】
すなわち、例えば運転者等がヘッドレストの上下方向位置を移動させた場合であっても、生成された画像からヘッドレストの上下方向位置が検出されるため、正確なヘッドレストの上下方向位置を検出することが可能となるのである。
【００１９】
上記第３の発明によれば、運転者の顔の左右方向両端位置よりも顔の左右方向中心線から離間する側に、生成された画像の濃淡に関して境界線を構成する上下方向の線分を検出することによって、ヘッドレストの上下方向の位置が検出されるため、正確なヘッドレストの上下方向位置を検出することができる。
【００２０】
すなわち、ヘッドレストの左右方向の両端においては、生成された画像の濃淡に関して境界線が発生する。例えば、黒っぽいヘッドレストの場合には、ヘッドレストの内側が黒く、内側と比較してその外側が相対的に白くなるため、濃淡に関して境界線が発生する。そこで、この境界線を構成する上下方向の線分を検出することによって、ヘッドレストの上下方向の位置が検出されるため、正確なヘッドレストの上下方向位置を検出することができるのである。
【００２１】
上記第４の発明によれば、上下方向の線分が、顔の左右方向の中心線を基準として、右側及び左側に略同一の距離だけ離間する位置に検出された場合に限って、この上下方向の線分が、ヘッドレストの左右方向の両端位置であると判定されるため、更に正確なヘッドレストの上下方向位置を検出することができる。
【００２２】
すなわち、運転者の顔は、通常ヘッドレストに対して左右方向の略中央位置にあるため、ヘッドレストの左右方向の両端位置に対応する画像の濃淡に関する境界線（＝上下方向の線分）は、顔の左右方向の中心線を基準として、右側及び左側に略同一の距離だけ離間する位置に検出される。これに対して、画像の濃淡に関するその他の（例えば、車内に吊された飾り等の）境界線（＝上下方向の線分）は、顔の左右方向の中心線を基準として、右側及び左側に略同一の距離だけ離間する位置に検出されることは殆どない。
【００２３】
そこで、画像の濃淡に関するその他の（例えば、車内に吊された飾り等の）境界線（＝上下方向の線分）が、ヘッドレストの左右方向の両端位置であると誤って判定されることを防止することができるので、更に正確なヘッドレストの上下方向位置を検出することができるのである。
【００２４】
上記第５の発明によれば、上下方向の線分の上端位置及び下端位置の少なくとも一方に基づいて、ヘッドレストの上下方向の位置が検出されるため、更に正確なヘッドレストの上下方向位置を検出することができる。
【００２５】
すなわち、上下方向の線分は、ヘッドレストの左右方向の両端位置に対応するため上下方向の線分の上端位置及び下端位置は、それぞれ、ヘッドレストの上端位置及び下端位置に対応している。そこで、上下方向の線分の上端位置及び下端位置の少なくとも一方に基づいて、ヘッドレストの上下方向の位置を検出することによって、更に正確なヘッドレストの上下方向位置を検出することができるのである。
【００２６】
上記第６の発明によれば、生成された画像から、運転者の顔の特徴点である眉、眼、鼻、口、及び、耳の内、少なくともいずれか１つの顔の特徴点に関する上下方向の位置が検出される。そして、検出された顔の特徴点の上下方向位置に基づいて、ヘッドレストの上下方向の位置が適正であるか否かが判定されるため、ヘッドレストの上下方向位置を更に適正な位置に制御することができる。
【００２７】
すなわち、検出された顔の特徴点の上下方向位置に基づいて、ヘッドレストの上下方向の位置が適正であるか否かが判定されるため、ヘッドレストの上下方向位置を、運転者のヘアスタイル、帽子の着用等に影響されることなく更に適正な位置に制御することができるのである。
【００２８】
上記第７の発明によれば、カメラが、運転者の頭部に対して、斜め上方又は斜め下方に配設されており、検出された特徴点の上下方向の位置に対する、検出されたヘッドレストの上下方向位置が、カメラが運転者の頭部に対して正面に配設されている場合の上下方向位置に補正される。そして、補正されたヘッドレストの上下方向位置に基づいて、ヘッドレストの上下方向の位置が適正であるか否かが判定されるため、ヘッドレストの上下方向位置を更に適正な位置に制御することができる。
【００２９】
すなわち、例えば、カメラが、運転者の頭部に対して斜め下方に配設されている場合には、運転者の頭部と比較して、ヘッドレストがカメラからより離間した位置にあるため、検出されたヘッドレストの上下方向位置は、検出された顔の特徴点を基準として、実際の位置（＝正面から見た位置）よりも下側の位置となる（図３、図４参照）。そこで、検出されたヘッドレストの上下方向位置を、カメラが運転者の頭部に対して正面に配設されている場合の上下方向位置に補正し、補正されたヘッドレストの上下方向位置に基づいて、ヘッドレストの上下方向の位置が適正であるか否かを判定することによって、ヘッドレストの上下方向位置を更に適正な位置に制御することができるのである。
【００３０】
上記第８の発明によれば、カメラがコラムカバー上に仰角を変更可能に配設されているため、コラムカバーのチルト角（＝ステアリングホイールのチルト角）を変更した場合であっても、ヘッドレストの左右方向の両端部及び運転者の頭部を含む画像を生成することが可能となる。
【００３１】
上記第９の発明によれば、コラムカバーのチルト角（＝ステアリングホイールのチルト角）、及び、カメラの仰角に基づいて、検出されたヘッドレストの上下方向位置が補正されるため、ヘッドレストの上下方向位置を更に適正な位置に制御することができる（図３、図４参照）。
【００３２】
上記第１０の発明によれば、カメラが運転者の脇見状態及び閉眼状態の少なくとも一方を検出する目的で配設されているため、簡素な構成で、ヘッドレストの上下方向位置を適正な位置に制御することができる。
【００３３】
すなわち、カメラが運転者の脇見状態及び閉眼状態の少なくとも一方を検出する目的で配設されているため、ヘッドレストの位置を制御する目的でカメラを配設する必要が無いので、カメラを配設するための製造コストを削減することができるのである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下、図面を参照して本発明に係るヘッドレスト位置制御装置の実施形態について説明する。図１は、本発明に係るヘッドレスト位置制御装置の構成の一例を示すブロック図である。図１に示すように、本発明に係る位置制御ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）１（＝ヘッドレスト位置制御装置の一部に相当する）は、周辺機器としての入力機器２、及び、出力機器３と通信可能に接続されている。
【００３５】
ここで、図１を参照して、位置制御ＥＣＵ１の周辺機器について説明する。まず、入力機器２について説明する。入力機器２は、カメラ２１、チルト角センサ２２、及び、仰角センサ２３を備えている。カメラ２１は、ここでは、図３に示すコラムカバー２４上に配設されたＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）カメラ等からなり、ヘッドレストの左右方向の両端部及び運転者の頭部を含む画像を撮影するものである。ここでは、カメラ２１は、図３に示すコラムカバー２４上に配設されているため、運転者の頭部に対しては、斜め下方に配設されている。また、カメラ２１は、生成された画像情報を、位置制御ＥＣＵ１へ出力する。
【００３６】
更に、図３に示すように、カメラ２１は、仰角α（図３では、仰角α１、α２）を変更可能に配設されている。このように、カメラ２１がコラムカバー２４上に仰角αを変更可能に配設されているため、コラムカバー２４のチルト角θ（＝ステアリングホイールのチルト角θ）を変更した場合であっても、仰角αを変更することによって、ヘッドレスト３３の左右方向の両端部及び運転者の頭部Ｍを含む画像を生成することができる。
【００３７】
また、カメラ２１は、ここでは、運転者の脇見状態及び閉眼状態を検出する目的で配設されている。このように、カメラ２１が運転者の脇見状態及び閉眼状態を検出する目的で配設されているため、ヘッドレスト３３（図３参照）の位置を制御する目的でカメラ２１を配設する必要が無いので、カメラ２１を配設するための製造コストを削減することができるのである。
【００３８】
チルト角センサ２２（位置補正手段の一部に相当する）は、図３に示すステアリングコラム２４のチルト角（図３に示すステアリングホイール２５のチルト角θ）を検出するセンサである。仰角センサ２３（位置補正手段の一部に相当する）は、図３に示すステアリングコラム２４の中心線（図３に示す一点鎖線）を基準とするカメラ２１の仰角α（図３では、仰角α１、α２）を検出するセンサである。
【００３９】
次に、図１を参照して、出力機器３について説明する。出力機器３は、ヘッドレストＥＣＵ３１、及び、昇降モータ３２を備えている。ヘッドレストＥＣＵ３１（位置変更手段の一部に相当する）は、位置制御ＥＣＵ（後述する位置変更部１６）からの指示に従って、昇降モータ３２を介して、ヘッドレスト３３（図３参照）の上下方向位置を制御するＥＣＵである。昇降モータ３２（位置変更手段の一部に相当する）は、ヘッドレストＥＣＵ３１からの指示に従って、ヘッドレスト３３（図３参照）を上下方向に駆動するモータである。
【００４０】
次に、図１を用いて、位置制御ＥＣＵ１の機能構成について説明する。位置制御ＥＣＵ１は、機能的に、画像生成部１１、ヘッドレスト検出部１２、位置補正部１３、特徴点検出部１４、位置判定部１５、及び、位置変更部１６を備えている。
【００４１】
なお、位置制御ＥＣＵ１は、位置制御ＥＣＵ１の適所に配設されたマイクロコンピュータに、位置制御ＥＣＵ１の適所に配設されたＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）等に予め格納された制御プログラムを実行させることにより、当該マイクロコンピュータを、画像生成部１１、ヘッドレスト検出部１２、位置補正部１３、特徴点検出部１４、位置判定部１５、位置変更部１６等の機能部として機能させる。
【００４２】
画像生成部１１（画像生成手段の一部に相当する）は、運転者の前方に配設されたカメラ２１を介して、ヘッドレスト３３（図３参照）の左右方向の両端部及び運転者の頭部Ｍを含む画像情報を生成する機能部である。
【００４３】
ヘッドレスト検出部１２（ヘッドレスト検出手段に相当する）は、画像生成部１１によって生成された画像情報から、ヘッドレスト３３（図３参照）の上下方向位置を検出する機能部である。ここで、図２を用いて、ヘッドレスト検出部１２によってヘッドレスト３３の上下方向位置を検出する方法の一例について説明する。図２（ａ）は、ヘッドレスト検出部１２によってヘッドレスト３３の上下方向位置を検出する方法の一例を説明する説明図である。図に示す画像Ｐ１には、ヘッドレスト３３の画像Ｈ１及び運転者の頭部の画像Ｍ１が含まれている。
【００４４】
まず、ヘッドレスト検出部１２は、運転者の顔の左右方向両端位置ＬＭ１、ＬＭ２よりも顔の左右方向中心線ＬＭ０から離間する側に、画像の濃淡に関して境界線を構成する上下方向の線分（以下、「端部線分」という）ＬＨ１、ＬＨ２を検出する。
【００４５】
そして、ヘッドレスト検出部１２は、顔の左右方向の中心線ＬＭ０と、端部線分ＬＨ１、ＬＨ２との距離Ｌ１、Ｌ２をそれぞれ算出し、距離Ｌ１と距離Ｌ２とが略一致する場合（ここでは、距離Ｌ１と距離Ｌ２との差の絶対値が予め設定された閾値ΔＬ（例えば、３０ｍｍ）未満である場合）に限って、端部線分ＬＨ１、ＬＨ２を、ヘッドレスト３３の左右方向の両端位置であると判定する。
【００４６】
更に、ヘッドレスト検出部１２は、端部線分ＬＨ１、ＬＨ２の上端位置及び下端位置に基づいて、ヘッドレスト３３の上下方向の位置を検出する。ここでは、例えば、ヘッドレスト検出部１２は、端部線分ＬＨ１、ＬＨ２の中点の平均位置が、ヘッドレスト３３の中心位置であると検出する。
【００４７】
このようにして、運転者の顔の左右方向両端位置ＬＭ１、ＬＭ２よりも顔の左右方向中心線ＬＭ０から離間する側に、生成された画像の濃淡に関して境界線を構成する端部線分ＬＨ１、ＬＨ２を検出することによって、ヘッドレスト３３の上下方向の位置が検出されるため、正確なヘッドレスト３３の上下方向位置を検出することができる。
【００４８】
すなわち、ヘッドレスト３３の左右方向の両端においては、生成された画像の濃淡に関して境界線が発生する。例えば、黒っぽいヘッドレスト３３の場合には、ヘッドレスト３３の内側が黒く、内側と比較してその外側が相対的に白くなるため、濃淡に関して境界線が発生する。そこで、この境界線を構成する上下方向の線分（＝端部線分ＬＨ１、ＬＨ２）を検出することによって、ヘッドレスト３３の上下方向の位置が検出されるため、正確なヘッドレスト３３の上下方向位置を検出することができるのである。
【００４９】
また、端部線分ＬＨ１、ＬＨ２が、顔の左右方向の中心線ＬＭ０を基準として、右側及び左側に略同一の距離だけ離間する位置に検出された場合に限って、この端部線分ＬＨ１、ＬＨ２が、ヘッドレスト３３の左右方向の両端位置であると判定されるため、更に正確なヘッドレスト３３の上下方向位置を検出することができる。
【００５０】
すなわち、運転者の顔は、通常ヘッドレスト３３に対して左右方向の略中央位置にあるため、ヘッドレスト３３の左右方向の両端位置に対応する画像の濃淡に関する境界線（＝端部線分ＬＨ１、ＬＨ２）は、顔の左右方向の中心線ＬＭ０を基準として、右側及び左側に略同一の距離だけ離間する位置に検出される。これに対して、画像の濃淡に関するその他の（例えば、車内に吊された飾り等の）境界線（＝上下方向の線分）は、顔の左右方向の中心線を基準として、右側及び左側に略同一の距離だけ離間する位置に検出されることは殆どない。
【００５１】
そこで、画像の濃淡に関するその他の（例えば、車内に吊された飾り等の）境界線（＝上下方向の線分）が、ヘッドレスト３３の左右方向の両端位置であると誤って判定されることを防止することができるので、更に正確なヘッドレスト３３の上下方向位置を検出することができるのである。
【００５２】
更に、端部線分ＬＨ１、ＬＨ２の上端位置及び下端位置の少なくとも一方に基づいて、ヘッドレスト３３の上下方向の位置が検出されるため、更に正確なヘッドレスト３３の上下方向位置を検出することができる。
【００５３】
すなわち、端部線分ＬＨ１、ＬＨ２は、ヘッドレスト３３の左右方向の両端位置に対応するため端部線分ＬＨ１、ＬＨ２の上端位置及び下端位置は、それぞれ、ヘッドレスト３３の上端位置及び下端位置に対応している。そこで、端部線分ＬＨ１、ＬＨ２の上端位置及び下端位置の少なくとも一方に基づいて、ヘッドレスト３３の上下方向の位置を検出することによって、更に正確なヘッドレスト３３の上下方向位置を検出することができるのである。
【００５４】
特徴点検出部１４（特徴点検出手段に相当する）は、画像生成部１１によって生成された画像から、運転者の顔の特徴点である眉、眼、耳、鼻、及び、口の、それぞれの上下方向の位置ＬＭ３〜ＬＭ７を検出する機能部である（図２（ｂ）参照）。
【００５５】
位置補正部１３（位置補正手段の一部に相当する）は、特徴点検出部１４によって検出された特徴点の上下方向の位置ＬＭ３〜ＬＭ７（図２（ｂ）参照）に対する、ヘッドレスト検出部１２によって検出されたヘッドレスト３３の上下方向位置を、カメラ２１が運転者の頭部Ｍに対して正面に配設されている場合の上下方向位置に補正する機能部である。
【００５６】
ここで、図３、図４を用いて、位置補正部１３による補正方法の一例を説明する。図３は、カメラ２１の仰角αを変更した場合の画像への影響の一例を示す側面図である。上述のように、カメラ２１は、コラムカバー２４上に仰角αを変更可能に配設されている。図３（ａ）、（ｂ）は、コラムカバー２４のチルト角（＝ステアリングホイール２５のチルト角）が一定（角θ）であって、仰角αが仰角α１（図３（ａ）参照）から仰角α２（図３（ｂ）参照）に減少する場合について説明する。ここで、カメラ２１の視野角は角（２×φ）である。
【００５７】
また、顔の特徴点である眉、眼、耳、鼻、及び、口の前後方向（図の左右方向）の位置と、ヘッドレスト３３の前面側とは、便宜上、距離ＬＰだけ離間しているものとする。図４は、仰角αが変化する場合の画像の一例を示す説明図である。図４（ａ）は、図３（ａ）の場合の画像であり、図４（ｂ）は、図３（ｂ）の場合の画像であり、図４（ｃ）は、カメラ２１が運転者の頭部Ｍに対して正面に配設されている場合の画像である。カメラ２１が運転者の頭部Ｍに対して正面に配設されている場合の画像におけるヘッドレストの位置Ｈ０を基準とすると、図４（ａ）、図４（ｂ）の場合のヘッドレストの位置Ｈ１、Ｈ２は、それぞれ、位置Ｈ０よりも、距離ＬＱ１、ＬＱ２だけ下方に検出されている。
【００５８】
すなわち、位置補正部１３は、ヘッドレスト検出部１２によって検出されたヘッドレスト３３の上下方向位置を、距離ＬＱ１、ＬＱ２だけ上方に補正することによって、カメラ２１が運転者の頭部Ｍに対して正面に配設されている場合の上下方向位置に補正することができる。ここで、距離ＬＱ１、ＬＱ２は、図３を参照して、それぞれ、次の（１）式、（２）式で求められる。
ＬＱ１＝ＬＰ×ｓｉｎ（θ＋α１）      （１）
ＬＱ２＝ＬＰ×ｓｉｎ（θ＋α２）      （２）
【００５９】
換言すれば、位置補正部１３は、まず、図１に示すチルト角センサ２２及び仰角センサ２３を介してそれぞれ検出されるチルト角θ及び仰角αを、次の（３）式へ代入して距離ＬＱを算出する。そして、位置補正部１３は、ヘッドレスト検出部１２によって検出されたヘッドレスト３３の上下方向位置を、算出された距離ＬＱだけ上方に補正することによって、カメラ２１が運転者の頭部Ｍに対して正面に配設されている場合の上下方向位置に補正する。
ＬＱ＝ＬＰ×ｓｉｎ（θ＋α）      （３）
【００６０】
このようにして、コラムカバー２４のチルト角θ（＝ステアリングホイール２４のチルト角θ）、及び、カメラ２１の仰角αに基づいて、ヘッドレスト検出部１２によって検出されたヘッドレスト３３の上下方向位置が補正されるため、ヘッドレスト３３の上下方向位置を更に適正な位置に制御することができる（図３、図４参照）。
【００６１】
再び、図１に戻って、位置制御ＥＣＵ１の機能構成について説明する。位置判定部１５（位置判定手段に相当する）は、画像生成部１１によって生成された画像に基づいて、ヘッドレスト３３の上下方向の位置が適正であるか否かを判定する機能部である。具体的には、位置判定部１５は、ヘッドレスト検出部１２によって検出され、位置補正部１３によって補正されたヘッドレスト３３の上下方向位置、及び、特徴点検出部１４によって検出された顔の特徴点の上下方向位置ＬＭ３〜ＬＭ７（図２（ｂ）参照）に基づいて、ヘッドレスト３３の上下方向の位置が適正であるか否かを判定する。
【００６２】
図５は、位置判定部１５による判定方法の一例（（ａ）に示す第１の方法、（ｂ）に示す第２の方法）を説明する説明図である。端部線分ＬＨ１、ＬＨ２は、ヘッドレスト検出部１２によって検出され、位置補正部１３によって補正されたヘッドレスト３３の上下方向位置を示すものである。なお、ここでは、便宜上、端部線分ＬＨ１、ＬＨ２の上端位置を結ぶ線分がヘッドレスト３３の上端位置であり、端部線分ＬＨ１、ＬＨ２の下端位置を結ぶ線分がヘッドレスト３３の下端位置である場合について説明する。また、上下方向位置ＬＭ３〜ＬＭ７は、特徴点検出部１４によって検出された顔の特徴点の上下方向位置である。
【００６３】
図５（ａ）に示すように、第１の判定方法は、上下方向位置ＬＭ３〜ＬＭ７が全て、ヘッドレスト３３の上端位置の下方にあって、且つ、ヘッドレスト３３の下端位置の上方にあるか否かを判定するものである。すなわち、上下方向位置ＬＭ３〜ＬＭ７が全て検出されている場合には、位置判定部１５は、眉の上下方向位置ＬＭ３がヘッドレスト３３の上端位置の下方にあって、且つ、口の上下方向位置ＬＭ７がヘッドレスト３３の下端位置の上方にあるか否かを判定する。そして、位置判定部１５は、この条件を満たすと判定された場合には、ヘッドレスト３３の上下方向の位置が適正であると判定し、この条件を満たさないと判定された場合には、ヘッドレスト３３の上下方向の位置が適正ではないと判定する。ここでは、位置判定部１５は、この第１の方法によって、ヘッドレスト３３の上下方向の位置が適正であるか否かを判定する。
【００６４】
図５（ｂ）に示すように、第２の判定方法は、まず、位置判定部１５は、眼の上下方向位置ＬＭ４と鼻の上下方向位置ＬＭ６との平均の上下方向位置ＬＭ８を求める。そして、位置判定部１５は、上下方向位置ＬＭ８から上方向に予め設定された距離ＬＡだけ離間した位置が、ヘッドレスト３３の上端位置の下方にあって、且つ、上下方向位置ＬＭ８から下方向に予め設定された距離ＬＡだけ離間した位置が、ヘッドレスト３３の下端位置の上方にあるか否かを判定する。そして、位置判定部１５は、この条件を満たすと判定された場合には、ヘッドレスト３３の上下方向の位置が適正であると判定し、この条件を満たさないと判定された場合には、ヘッドレスト３３の上下方向の位置が適正ではないと判定する。
【００６５】
再び、図１に戻って、位置制御ＥＣＵ１の機能構成について説明する。位置変更部１６（位置変更手段の一部に相当する）は、位置判定部１５によって適正ではないと判定された場合に、ヘッドレスト３３を、ヘッドレストＥＣＵ３１及び昇降モータ３２を介して、適正な位置まで上下方向に移動する機能部である。
【００６６】
具体的には、位置判定部１５によって、眉の上下方向位置ＬＭ３がヘッドレスト３３の上端位置の上方にあると判定された場合には、位置変更部１６は、眉の上下方向位置ＬＭ３からヘッドレスト３３の上端位置までの距離を求め、その距離だけ、ヘッドレスト３３を上昇させる。一方、位置判定部１５によって、口の上下方向位置ＬＭ７がヘッドレスト３３の下端位置の下方にあると判定された場合には、位置変更部１６は、ヘッドレスト３３の下端位置から口の上下方向位置ＬＭ７までの距離を求め、その距離だけ、ヘッドレスト３３を下降させる。
【００６７】
図６は、図１に示す位置制御ＥＣＵ１の動作の一例を示すフローチャートである。まず、画像生成部１１によって、ヘッドレスト３３の左右方向の両端部及び運転者の頭部Ｍを含む画像情報が生成される（Ｓ１０１）。そして、ヘッドレスト検出部１２によって、ヘッドレスト３３の上下方向位置が検出される（Ｓ１０３）。次いで、位置補正部１３によって、チルト角センサ２２及び仰角センサ２３を介してチルト角θ及び仰角αが取得される（Ｓ１０５）。次に、位置補正部１３によって、ステップＳ１０５において取得されたチルト角θ及び仰角αに基づいて、ステップＳ１０３において検出されたヘッドレスト３３の上下方向位置が補正される（Ｓ１０７）。
【００６８】
そして、特徴点検出部１４によって、運転者の顔の特徴点である眉、眼、耳、鼻、及び、口の、それぞれの上下方向の位置ＬＭ３〜ＬＭ７が検出される（Ｓ１０９）。そして、位置判定部１５によって、眉の上下方向位置ＬＭ３がヘッドレスト３３の上端位置の下方にあるか否かの判定が行われる（Ｓ１１１）。ヘッドレスト３３の上端位置の下方にあると判定された場合（Ｓ１１１でＹｅｓ）には、処理がステップＳ１１５に進められる。ヘッドレスト３３の上端位置の下方にはない（＝上端位置の上方にある）と判定された場合（Ｓ１１１でＮｏ）には、位置変更部１６によって、眉の上下方向位置ＬＭ３からヘッドレスト３３の上端位置までの距離だけ、ヘッドレスト３３が上昇され（Ｓ１１３）、処理が終了される。
【００６９】
ステップＳ１１１でＹｅｓの場合には、位置判定部１５によって、口の上下方向位置ＬＭ７がヘッドレスト３３の下端位置の上方にあるか否かの判定が行われる（Ｓ１１５）。ヘッドレスト３３の下端位置の上方にあると判定された場合（Ｓ１１９でＹｅｓ）には、位置判定部１５によって、ヘッドレスト３３の上下方向位置は適正な位置にあると判定され（Ｓ１１９）、処理が終了される。ヘッドレスト３３の下端位置の上方にはない（＝下方にある）と判定された場合（Ｓ１１９でＹｅｓ）には、位置変更部１６によって、ヘッドレスト３３の下端位置から口の上下方向位置ＬＭ７までの距離だけ、ヘッドレスト３３が下降され（Ｓ１１７）、処理が終了される。
【００７０】
図７は、図６に示すフローチャートのステップＳ１０３において実行されるヘッドレスト位置検出処理の一例を示す詳細フローチャートである。なお、以下の処理は全て、ヘッドレスト検出部１２によって実行される。まず、顔の左右方向両端位置ＬＭ１、ＬＭ２が判定される（Ｓ２０１）。そして、ステップＳ２０１において求められた左右方向両端位置ＬＭ１、ＬＭ２よりも顔の左右方向中心線ＬＭ０から離間する側に、画像の濃淡に関して境界線を構成する上下方向の線分（＝端部線分）ＬＨ１、ＬＨ２が検出される（Ｓ２０３）。次に、ステップＳ２０３において求められた左側端部線分ＬＨ１と、顔の左右方向の中心線ＬＭ０との距離Ｌ１が求められる（Ｓ２０５）。次いで、ステップＳ２０３において求められた右側端部線分ＬＨ２と、顔の左右方向の中心線ＬＭ０との距離Ｌ２が求められる（Ｓ２０７）。
【００７１】
そして、距離Ｌ１と距離Ｌ２との差の絶対値が予め設定された閾値ΔＬ未満であるか否かの判定が行われる（Ｓ２０９）。閾値ΔＬ未満ではないと判定された場合（Ｓ２０９でＮｏ）には、処理がステップＳ２０１に戻され、ステップＳ２０１以降の処理が繰り返し実行される。閾値ΔＬ未満であると判定された場合（Ｓ２０９でＹｅｓ）には、端部線分ＬＨ１、ＬＨ２の中点の平均位置が求められる（Ｓ２１１）。そして、ステップＳ２１１で求められた平均位置が、ヘッドレスト３３の中心位置として検出され（Ｓ２１３）、処理が、図６に示すステップＳ１０５にリターンされる。
【００７２】
このようにして、運転者の前方に配設されたカメラ２１を介して、ヘッドレスト３３の左右方向の両端部及び運転者の頭部を含む画像が生成され、生成された画像に基づいて、ヘッドレスト３３の上下方向の位置が適正であるか否かが判定される。そして、適正ではないと判定された場合に、ヘッドレスト３３が適正な位置まで上下方向に移動されるため、ヘッドレストの上下方向位置を適正な位置に制御することができる。
【００７３】
すなわち、ヘッドレスト３３の左右方向の両端部及び運転者の頭部を含む画像に基づいて、ヘッドレストの上下方向の位置が適正であるか否かが判定されるため、ヘッドレスト３３の上下方向の位置が適正であるか否かを正確に判定することが可能となるので、ヘッドレスト３３の上下方向位置を適正な位置に制御することができるのである。
【００７４】
また、生成された画像からヘッドレスト３３の上下方向位置が検出され、検出されたヘッドレスト３３の上下方向位置に基づいて、ヘッドレスト３３の上下方向の位置が適正であるか否かが判定されるため、ヘッドレスト３３の上下方向位置を更に適正な位置に制御することができる。
【００７５】
すなわち、例えば運転者等がヘッドレスト３３の上下方向位置を移動させた場合であっても、生成された画像からヘッドレスト３３の上下方向位置が検出されるため、正確なヘッドレスト３３の上下方向位置を検出することが可能となるのである。
【００７６】
また、生成された画像から、運転者の顔の特徴点である眉、眼、鼻、口、及び、耳の、上下方向の位置ＬＭ３〜ＬＭ７が検出される。そして、検出された顔の特徴点の上下方向位置ＬＭ３〜ＬＭ７に基づいて、ヘッドレスト３３の上下方向の位置が適正であるか否かが判定されるため、ヘッドレスト３３の上下方向位置を更に適正な位置に制御することができる。
【００７７】
すなわち、検出された顔の特徴点の上下方向位置ＬＭ３〜ＬＭ７に基づいて、ヘッドレスト３３の上下方向の位置が適正であるか否かが判定されるため、ヘッドレスト３３の上下方向位置を、運転者のヘアスタイル、帽子の着用等に影響されることなく更に適正な位置に制御することができるのである。
【００７８】
更に、カメラ２１が、運転者の頭部に対して、斜め下方に配設されており、検出された特徴点の上下方向の位置に対する、検出されたヘッドレスト３３の上下方向位置が、カメラ２１が運転者の頭部に対して正面に配設されている場合の上下方向位置に補正される。そして、補正されたヘッドレスト３３の上下方向位置に基づいて、ヘッドレスト３３の上下方向の位置が適正であるか否かが判定されるため、ヘッドレスト３３の上下方向位置を更に適正な位置に制御することができる。
【００７９】
すなわち、カメラ２１が、運転者の頭部に対して斜め下方に配設されている場合には、運転者の頭部と比較して、ヘッドレスト３３がカメラ２１からより離間した位置にあるため、検出されたヘッドレスト３３の上下方向位置は、検出された顔の特徴点を基準として、実際の位置（＝正面から見た位置）よりも下側の位置となる（図３、図４参照）。そこで、検出されたヘッドレスト３３の上下方向位置を、カメラ２１が運転者の頭部に対して正面に配設されている場合の上下方向位置に補正し、補正されたヘッドレスト３３の上下方向位置に基づいて、ヘッドレスト３３の上下方向の位置が適正であるか否かを判定することによって、ヘッドレスト３３の上下方向位置を更に適正な位置に制御することができるのである。
【００８０】
なお、本発明に係るヘッドレスト位置制御装置は、上記実施形態に係る位置制御ＥＣＵ１に限定されず、下記の形態でも良い。
（Ａ）本実施形態においては、位置制御ＥＣＵ１が、ヘッドレストＥＣＵ３１を介して昇降モータ３２を制御する場合について説明したが、位置制御ＥＣＵ１が、ヘッドレストＥＣＵ３１を介することなく、直接、昇降モータ３２を制御する形態でも良い。
【００８１】
（Ｂ）本実施形態においては、位置制御ＥＣＵ１が、機能的に、画像生成部１１、ヘッドレスト検出部１２、位置補正部１３、特徴点検出部１４、位置判定部１５、位置変更部１６等を備える場合について説明したが、画像生成部１１、ヘッドレスト検出部１２、位置補正部１３、特徴点検出部１４、位置判定部１５、及び、位置変更部１６の内、少なくとも１の機能部が、電気回路等のハードウェアによって構成されている形態でも良い。
【００８２】
（Ｃ）本実施形態においては、ヘッドレスト検出部１２が、端部線分ＬＨ１、ＬＨ２を検出する場合について説明したが、端部線分ＬＨ１、ＬＨ２に換えて（又は、加えて）、ヘッドレスト３３の上端位置及び下端位置の少なくとも一方を示す左右の線分を検出する形態でも良い。なお、この場合には、上下方向に画像の濃淡に関して境界線を構成する左右方向の線分を検出する必要がある。また、この場合には、ヘッドレスト３３の上端位置及び下端位置を直接検出することができる。
【００８３】
（Ｄ）本実施形態においては、特徴点検出部１４が、運転者の顔の特徴点である眉、眼、耳、鼻、及び、口の、それぞれの上下方向の位置ＬＭ３〜ＬＭ７を検出する場合について説明したが、特徴点検出部１４が、眉、眼、耳、鼻、及び、口の内、少なくとも１の特徴点の上下方向位置を検出する形態であれば良い。例えば、特徴点検出部１４が、眉及び口の上下方向位置ＬＭ３、ＬＭ７を検出する形態でも良い。この場合には、特徴点検出部１４による処理が簡略化される。
【００８４】
（Ｅ）本実施形態においては、位置補正部１３が、チルト角センサ２２及び仰角センサ２３を介してそれぞれ検出されるチルト角θ及び仰角αに基づいて補正を行う場合について説明したが、チルト角θ及び仰角αの内、少なくとも一方は推定値を用いる形態でも良い。例えば、仰角αは、運転者が、自分の顔が画像の略中央に位置するように予め調整することを前提として、検出されたチルト角θから推定して求め、位置補正部１３が、求められた仰角αと検出されたチルト角θに基づいて補正を行う形態でも良い。この場合には、仰角センサ２３を配設する必要が無くなり、製造コストを低減することができる。
【００８５】
（Ｆ）本実施形態においては、カメラ２１が、コラムカバー２４上に配設されている場合について説明したが、その他の場所（例えば、メーターフード内、メーターパネル内等）に配設されている形態でも良い。メーターパネル内等の固定された箇所に配設されている場合には、位置補正部１３による補正処理が簡略化される。
【００８６】
（Ｇ）本実施形態においては、カメラ２１が、運転者の脇見状態及び閉眼状態の少なくとも一方を検出する目的で配設されている場合について説明したが、カメラ２１が、その他の目的（例えば、運転者の表情を観察する目的、運転者の疲労度を判定する目的等）で配設されている形態でも良い。
【産業上の利用可能性】
【００８７】
本発明は、例えば、車両のヘッドレストの上下方向位置を制御するヘッドレスト位置制御装置に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】本発明に係るヘッドレスト位置制御装置の構成の一例を示すブロック図
【図２】ヘッドレスト検出部によってヘッドレストの上下方向位置を検出する方法の一例を説明する説明図、及び、運転者の顔の特徴点である眉、眼、耳、鼻、及び、口の、それぞれの上下方向位置の一例を示す説明図
【図３】カメラの仰角αを変更した場合の画像への影響の一例を示す側面図
【図４】カメラの仰角αを変更した場合の画像への影響の一例を示す画像図
【図５】位置判定部による判定方法の一例を説明する説明図
【図６】図１に示す位置制御ＥＣＵの動作の一例を示すフローチャート
【図７】図６に示すフローチャートのステップＳ１０３において実行されるヘッドレスト位置検出処理の一例を示す詳細フローチャート
【符号の説明】
【００８９】
１    位置制御ＥＣＵ（ヘッドレスト位置制御装置の一部）
１１    画像生成部（画像生成手段の一部）
１２    ヘッドレスト検出部（ヘッドレスト検出手段の一部）
１３    位置補正部（位置補正部手段）
１４    特徴点検出部（特徴点検出部手段）
１５    位置判定部（位置判定手段）
１６    位置変更部（位置変更手段の一部）
２    入力機器
２１    カメラ
２２    チルト角センサ（位置補正手段の一部）
２３    仰角センサ（位置補正手段の一部）
２４    コラムカバー
２５    ステアリングホイール
３    出力機器
３１    ヘッドレストＥＣＵ（位置変更手段の一部）
３２    昇降モータ（位置変更手段の一部）
３３    ヘッドレスト
【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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