(57)【要約】【課題】  車両乗員席上の対象物に関する情報を、精度良く検出するのに有効な技術を提供する。【解決手段】  車両に搭載される対象物検出システム１００は、光学レンズ１１４及び距離計測イメージチップ１１６と、照明装置１３０を備えるカメラ１１２を用いて車両乗員席上の対象物に関する情報を検出する構成において、特に距離計測イメージチップ１１６に対する入射光量を結像領域の各部位において均等化するべく、照明装置１３０の第１光源１３１及び第２光源１３２の発光態様を可変とする制御を行う構成とされる。【選択図】      図１
2007216722.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両乗員席上の対象物に向けて発光する発光手段と、
前記発光手段を制御する制御手段と、
光学レンズ及び距離計測イメージチップを有し、前記発光手段から発光され前記対象物にて反射した光が前記光学レンズを通じて前記距離計測イメージチップに対し入射され、当該距離計測イメージチップの結像領域にて結像される撮像手段と、
前記撮像手段の距離計測イメージチップにおける結像から前記対象物に関する情報を導出する処理を行う処理手段と、
を備える対象物検出システムであって、
前記制御手段は、前記距離計測イメージチップに対する入射光量を結像領域の各部位において均等化するべく、前記処理手段において導出された入射光量に関する情報に基づいて、前記発光手段の発光態様を可変とする制御を行う構成であることを特徴とする対象物検出システム。
【請求項２】
請求項１に記載の対象物検出システムであって、
前記制御手段は、前記光学レンズの各部位のうち対物レンズ開口領域内の中央部に入射する入射光量よりも、当該対物レンズ開口領域内の周辺部に入射する入射光量の方が多くなるように、前記発光手段の発光態様を可変制御することを特徴とする対象物検出システム。
【請求項３】
請求項１または２に記載の対象物検出システムであって、
前記処理手段は、前記対象物に関する情報としての距離情報を複数回導出する構成であり、
前記制御手段は、更に、前記処理手段にて導出された複数の距離情報に関し所定のバラツキを生じる場合には、当該対象物に対応する発光手段の発光量を可変とする制御を行う構成であることを特徴とする対象物検出システム。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の対象物検出システムであって、
前記処理手段は、前記対象物に関する情報としての位置情報、距離情報及び動作情報を導出する構成であり、
前記制御手段は、更に、前記処理手段にて導出された位置情報、距離情報及び動作情報のうちの少なくとも１つの情報に基づいて、前記発光手段の発光態様を可変とする制御を行う構成であることを特徴とする対象物検出システム。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の対象物検出システムであって、
前記制御手段は、前記発光手段の発光態様を可変制御する際の変更を、当該発光態様の変更が車両乗員によって認識されにくい態様にて行う構成であることを特徴とする対象物検出システム。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の対象物検出システムと、
前記対象物検出システムの処理手段にて導出された、車両乗員席上の対象物に関する情報に基づいて作動する作動装置と、
前記作動装置を駆動制御する駆動制御手段と、
を備えることを特徴とする作動装置制御システム。
【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駆動制御装置と、車両乗員席上の対象物に関する情報を検出する対象物検出手段と、を有し、
前記対象物検出手段は、請求項１〜５のいずれかに記載の対象物検出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、車両に搭載される対象物検出システムに係り、詳しくは車両乗員席上の対象物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、カメラ等の撮像手段を用いて、車両乗員席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には、車両乗員の前方に設置した単一のカメラを用い、当該車両乗員の位置を検出しようとする乗員検知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、上記特許文献１に記載の乗員検知装置のように、カメラを用いて車両乗員に関する情報を検出する場合には、カメラの視野角が広がるほどに光学レンズを通じてイメージチップの結像領域内に結像される光量が周辺に行くほど低下し、且つイメージチップの結像領域内に結像される像の歪みが中央領域に比べ周辺領域で大きくなるため、車両乗員の検知精度が低下することが知られている。とりわけ、車両乗員の位置、姿勢、体格、動作といった詳細な情報を得るべく、３Ｄカメラを用いて車両乗員の距離情報を検出する場合には、当該車両乗員の距離に関する精度低下やバラツキが生じ、所望の情報を精度良く得ることが難しい。そこで、この種の検出システムの設計に際しては、対象物に関する所望の情報を精度良く検出するのに有効な技術が求められている。
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、車両乗員席上の対象物に関する情報を、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、車両乗員席上の対象物に関する情報を検出する対象物検出システムに適用されるが、自動車以外の車両、例えば航空機、船舶、電車、バス等に関する対象物検出システムの構築技術に対しても同様に、本発明を適用することが可能である。
【０００５】
（本発明の第１発明）
前記課題を解決する本発明の第１発明は、請求項１に記載されたとおりの対象物検出システムである。
請求項１に記載のこの対象物検出システムは、車両乗員席上の対象物に関する情報を検知するシステムであって、特に発光手段、制御手段、撮像手段、処理手段を少なくとも備える。ここでいう「対象物」には、車両乗員、車両乗員以外の載置物、チャイルドシートやジュニアシートなどが包含される。また、本発明において「対象物に関する情報」には、対象物の有無、大きさ、位置、距離、姿勢、動作、対象物に対する発光量（配光量）、輝度などの情報が広く包含される。対象物が車両乗員である場合には、車両乗員の有無、車両乗員の大きさ（体格クラス）、車両乗員の位置、車両乗員までの距離、車両乗員の各身体部位の位置や形状、車両乗員の姿勢、車両乗員の動作、車両乗員に対する発光量（配光量）、輝度などの情報が、対象物に関する情報として挙げられる。
【０００６】
本発明の発光手段は、車両乗員席上の対象物に向けて発光する手段である。この発光手段は、典型的には各種のランプを用いて構成される。この発光手段は、車両乗員席上の対象物に対し光を照射する光源となる。この発光手段の駆動は、本発明の制御手段によって制御される。
本発明の撮像手段は、光学レンズ及び距離計測イメージチップを少なくとも有する構成とされる。発光手段から発光され、車両乗員席上の対象物にて反射した光が、この撮像手段の光学レンズを通じて距離計測イメージチップに対し入射され、当該距離計測イメージチップの結像領域にて結像される。本発明の光学レンズは、典型的には複数枚のレンズを組み合わせて構成される。また、本発明の距離計測イメージチップは、典型的には、対象物の距離を計測することが可能な３Ｄ（３次元画像）式のカメラにおけるＣＣＤ（電荷結合素子）チップを用いて構成される。従って、本発明の撮像手段は、実質的に３Ｄ式のカメラを用いて構成される。
本発明の処理手段は、撮像手段の距離計測イメージチップにおける結像から対象物に関する情報を導出する処理を行う構成とされる。この処理手段は、品質の良い画像を得るためのカメラの制御や、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画像処理機能や、演算制御ソフトウエア、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を記録（記憶）する記憶機能等を備える。
【０００７】
本発明では、特に上記制御手段は、距離計測イメージチップに対する入射光量（「反射光量」ともいう）を結像領域の各部位において均等化するべく、処理手段において導出された入射光量に関する情報に基づいて、発光手段の発光態様を可変とする制御を行う構成とされる。ここでいう「発光態様」には、発光量や、点灯、消灯、点滅に関する時間や速度などが包含される。
【０００８】
ところで、上記のような撮像手段を用いて対象物に関する情報を検出する場合には、視野角が広がるほどに光学レンズを通じて距離計測イメージチップの結像領域内に結像される光量が周辺に行くほど低下し、且つ距離計測イメージチップの結像領域内に結像される像の歪みが中央領域に比べ周辺領域で大きくなるため、車両乗員の検出精度が低下することが知られている。とりわけ、対象物の位置、姿勢、大きさ、動作といった詳細な情報を得るべく、３Ｄカメラを用いて対象物の距離情報を検出する場合には、当該対象物の距離に関する精度低下やバラツキが生じ、所望の情報を精度良く得ることが難しい。
そこで、本発明では、入射光量に関する情報に基づいて、発光手段の発光態様を可変とする制御を行うように構成している。このような構成によれば、距離計測イメージチップに対する入射光量を結像領域の各部位において均等化することが可能となる。ここでいう「入射光量の均等化」とは、距離計測イメージチップに対する入射光量が、結像領域の各部位において所望の設定範囲内にある状態をいい、結像領域の各部位における入射光量が概ね合致していれば足りる。
【０００９】
従って、請求項１に記載の対象物検出システムのこのような構成によれば、視野角が広がるほどに光学レンズを通じて距離計測イメージチップの結像領域内に結像される光量が周辺に行くほど低下し、且つ距離計測イメージチップの結像領域の各部位によって対象物の検出精度が低下するという光学レンズ特有の問題を、発光手段の発光態様の制御によって補うことが可能となる。これにより、車両乗員席上の対象物に関する情報を、撮像手段を用いて精度良く検出することが可能となる。
【００１０】
なお、本発明の対象物検出システムによって検出された、対象物に関する情報は、車両乗員を拘束するべく作動する乗員拘束手段、例えばエアバッグ装置、シートベルト装置や、警報デバイス（表示出力、音声出力など）などに関する制御において好適に用いられる。
【００１１】
（本発明の第２発明）
前記課題を解決する本発明の第２発明は、請求項２に記載されたとおりの対象物検出システムである。
請求項２に記載のこの対象物検出システムでは、請求項１に記載の制御手段は、前記光学レンズの各部位のうち対物レンズ開口領域内の中央部に入射する入射光量よりも、当該対物レンズ開口領域内の周辺部に入射する入射光量の方が多くなるように、発光手段の発光態様を可変制御する構成とされる。ここでいう「対物レンズ開口領域」は、複数枚のレンズを組み合わせて構成された光学レンズのうち、検出対象物に最も近い位置に配設されるレンズ（対物レンズ）において光が入射する領域として規定される。これにより、特に対物レンズ開口領域内の周辺部を通じて距離計測イメージチップに結像される光の量が増えることとなり、特に結像領域内の周辺部に相当する部位によって検出される対象物の検出精度を高めることが可能となる。
従って、請求項２に記載の対象物検出システムのこのような構成によれば、視野角が広がるほどに光学レンズを通じて距離計測イメージチップの結像領域内に結像される光量が周辺に行くほど低下し、且つ距離計測イメージチップの結像領域内に結像される像の歪みが中央領域に比べ周辺領域で大きくなるという光学レンズ特有の問題を、発光手段の発光態様の制御によって補うことが可能となる。
【００１２】
（本発明の第３発明）
前記課題を解決する本発明の第３発明は、請求項３に記載されたとおりの対象物検出システムである。
請求項３に記載のこの対象物検出システムでは、請求項１または請求項２に記載の処理手段は、対象物に関する情報としての距離情報を複数回導出する構成とされる。また、請求項１または請求項２に記載の制御手段は、更に、処理手段にて導出された複数の距離情報に関し所定のバラツキを生じる場合には、当該対象物に対応する発光手段の発光量を可変とする制御を行う構成とされる。ここでいう「所定のバラツキ」は、既知の計算方法において用いられる標準偏差や、最大値と最小値との差が、予め設定された規定値の範囲にあるか否かによって評価することができる。この制御は、所定のバラツキを生じる場合には、光源の発光態様が適正でなく、当該発光態様の適正化を図る必要があるという考えに基づいている。
従って、請求項３に記載の対象物検出システムのこのような構成によれば、発光手段の発光態様の適正化を図ることによって、対象物の距離情報に関するバラツキを抑えることができ、より検出精度の高い情報を得ることが可能となる。
【００１３】
（本発明の第４発明）
前記課題を解決する本発明の第４発明は、請求項４に記載されたとおりの対象物検出システムである。
請求項４に記載のこの対象物検出システムでは、請求項１〜請求項３のいずれかに記載の処理手段は、対象物に関する情報としての位置情報、距離情報及び動作情報を導出する構成とされる。また、請求項１〜請求項３のいずれかに記載の制御手段は、更に、処理手段にて導出された位置情報、距離情報及び動作情報のうちの少なくとも１つの情報に基づいて、発光手段の発光態様を可変とする制御を行う構成とされる。
従って、請求項４に記載の対象物検出システムのこのような構成によれば、対象物に関する位置情報、距離情報、動作情報に基づいて、発光手段の発光態様を可変制御することによって、発光手段の光量や発光パターンの算出精度を向上させることが可能となる。
【００１４】
（本発明の第５発明）
前記課題を解決する本発明の第５発明は、請求項５に記載されたとおりの対象物検出システムである。
請求項５に記載のこの対象物検出システムでは、請求項１〜請求項４のいずれかに記載の制御手段は、発光手段の発光態様を可変制御する際の変更を、当該発光態様の変更が車両乗員によって認識されにくい態様にて行う構成とされる。ここでいう「車両乗員によって認識されにくい態様」とは、発光態様の変更を車両乗員によって認識されにくくするように、発光態様の変更時間や変更速度などを調整する制御を広く包含する。具体的には、発光手段の発光量や発光パターンの変更を極めて短い時間内に瞬間的（瞬時）に行うか、或いは時間をかけて緩やかに行うことによって、当該変更が車両乗員によって認識されにくい制御が可能となる。
従って、請求項５に記載の対象物検出システムのこのような構成によれば、車両乗員に対しチラツキ等による違和感を与えることなく、発光手段の発光量や発光パターンを変更することが可能となる。
【００１５】
（本発明の第６発明）
前記課題を解決する本発明の第６発明は、請求項６に記載されたとおりの作動装置制御システムである。
請求項６に記載のこの対象物検出システムは、請求項１〜５のいずれかに記載の対象物検出システム、対象物検出システムの処理手段にて導出された、車両乗員席上の対象物に関する情報に基づいて作動する作動装置、作動装置を駆動制御する駆動制御手段を少なくとも備える構成とされる。本発明の作動装置には、警報出力を行う警報装置、エアバッグやシートベルトにより乗員を拘束するべく作動する乗員拘束装置などが包含される。
従って、請求項６に記載の作動装置制御システムのこのような構成によれば、対象物検出システムの処理手段による対象物に関する検出結果に応じた適正な態様で、作動装置を駆動制御することで、作動装置のきめ細かい制御が可能となる。
【００１６】
（本発明の第７発明）
前記課題を解決する本発明の第７発明は、請求項７に記載されたとおりの車両である。
請求項７に記載のこの車両は、エンジン走行系統、電装系統、駆動制御装置、対象物検出手段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。駆動制御装置は、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。対象物検出手段は、車両乗員席上の対象物に関する情報を検出する手段として構成される。本発明では、この対象物検出手段が、請求項１〜請求項５のいずれかに記載の対象物検出システムを用いて構成される。
このような構成によれば、車両乗員席上の対象物に関する情報を、撮像手段を用いて精度良く検出することが可能な対象物検出システムを搭載する車両が提供されることとなる。
【発明の効果】
【００１７】
以上のように、本発明によれば、光学レンズ及び距離計測イメージチップを備える撮像手段と、発光手段を用いて車両乗員席上の対象物に関する情報を検出する構成において、特に距離計測イメージチップに対する入射光量を結像領域の各部位において均等化するべく、導出された入射光量に関する情報に基づいて、発光手段の発光態様を可変とする制御を行うことによって、車両乗員席上の対象物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】
【００１８】
以下、図１〜図７を参照しながら、本発明における「対象物検出システム（対象物検出手段）」の一実施の形態である対象物検出システム１００につき説明する。
【００１９】
本実施の形態に係る車両搭載用の対象物検出システム１００の構成が図１に示される。
本実施の形態の対象物検出システム１００は、本発明における「車両」としての自動車車両にて、車両乗員をはじめ車内の対象物に関する情報を検出するために搭載される。図１に示すように、この対象物検出システム１００は、撮影装置１１０、照明装置１３０、制御・演算部１５０を主体として構成される。
更に、この対象物検出システム１００は、車両側の駆動制御装置であるＥＣＵ２００及び乗員拘束手段２１０とともに、車両事故発生の際に車両乗員の拘束を図る乗員拘束装置を構成する。また、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、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、エンジン走行系統及び電装系統の駆動制御を行う駆動制御装置（ＥＣＵ２００）を備える。
【００２０】
本実施の形態の撮像装置１１０は、撮影デバイスとしてのカメラ１１２及びデータ転送回路（図示省略）を含む構成とされる。カメラ１１２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（３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１１２は、光学レンズ１１４及び距離計測イメージチップ１１６を備える。光学レンズ１１４は、複数枚のレンズを組み合わせて構成され、距離計測イメージチップ１１６は、３Ｄ式のカメラにおけるＣＣＤ（電荷結合素子）チップとして構成される。このカメラ１１２において、光学レンズ１１４を通じて距離計測イメージチップ１１６に対し入射した光は、当該距離計測イメージチップ１１６の結像領域にて結像されるようになっている。この光学レンズ１１４が、本発明における「光学レンズ」に相当し、距離計測イメージチップ１１６が、本発明における「距離計測イメージチップ」に相当する。このような構成のカメラ１１２によって、対象物までの距離情報が複数回計測されて立体表面形状が検出され、当該対象物の有無、大きさ、位置、姿勢などの認識に用いられる。また、このカメラ１１２によって、光学レンズ１１４を通じて距離計測イメージチップ１１６に対し入射する光の光量または輝度情報が検出される。このカメラ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。この撮像装置１１０が、本発明における「撮像手段」を構成する。
【００２１】
なお、本実施の形態のカメラ１１２は、自動車のインナーリヤビューミラー外周部、サイドミラー外周部、ダッシュボードの左右センター部分などに適宜埋め込み状に設置されるとともに、１または複数の乗員席の向きに取り付けられる。このカメラ１１２を用いて、運転席、助手席、後部席などの車両乗員席上の対象物に関する情報が、周期的に複数回、計測されることとなる。また、特に図示しないものの、本実施の形態の対象物検出システム１００には、車両バッテリの電力をこのカメラ１１２に供給する電源装置が搭載されている。このカメラ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車両乗員を検知したときに開始されるように設定される。
【００２２】
本実施の形態の照明装置１３０は、第１光源１３１及び第２光源１３２、第１駆動部１３３及び第２駆動部１３４を少なくとも備える。第１光源１３１の駆動は、第１駆動部１３３によって駆動され、第２光源１３２の駆動は第２駆動部１３４によって駆動される。第１光源１３１及び第２光源１３２から発光され、対象物Ｃにて反射した光がカメラ１１２に配光される。第１駆動部１３３及び第２駆動部１３４は、制御・演算部１５０からの制御信号に基づいて、各光源を駆動する。第１駆動部１３３及び第２駆動部１３４を単一の駆動部として構成することもできる。これら第１光源１３１及び第２光源１３２が、本発明における「発光手段」に相当し、第１駆動部１３３、第２駆動部１３４及び制御・演算部１５０によって、本発明における「制御手段」が構成される。
【００２３】
本実施の形態の制御・演算部１５０は、更に画像処理手段１５２、演算手段（ＭＰＵ）１５４、記憶手段１５６、入出力手段１５８、また特に図示しないものの周辺装置等を少なくとも備える。この制御・演算部１５０は、カメラ１１２により得られた画像に基づいて、車両乗員席上の対象物に関する情報を導出する処理を行う手段であり、本発明における「処理手段」を構成している。
【００２４】
画像処理手段１５２は、品質の良い画像を得るためのカメラ制御や、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。
【００２５】
演算手段１５４は、画像処理手段１５２からの情報に基づいて、対象物に関する情報を抽出する処理を行う。具体的には、対象物の有無、大きさ、位置、姿勢などに関する情報、対象物が車両乗員である場合に関しては、乗員の有無、乗員の大きさ（体格クラス）、頭、肩乃至上体の位置、アウトオブポジション（ＯＯＰ）等が抽出（導出）される。
【００２６】
記憶手段１５６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、演算手段１５４の処理結果などを記録（記憶）する手段として構成される。
【００２７】
入出力手段１５８は、車両全体に関する制御を行うＥＣＵ２００との間で、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例としては、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、この入出力手段１５８から出力された情報に基づいて、ＥＣＵ２００が駆動対象である乗員拘束手段２１０に対し駆動制御信号を出力する構成とされる。この乗員拘束手段２１０としては、エアバッグやシートベルトにより乗員を拘束するべく作動する装置などがあげられる。この乗員拘束手段２１０が、本発明における「作動装置」に相当し、この乗員拘束手段２１０を駆動制御するＥＣＵ２００が、本発明における「駆動制御手段」に相当する。また、この乗員拘束手段２１０に加えて、或いはこの乗員拘束手段２１０にかえて、警報出力（表示出力、音声出力など）を行う警報装置の駆動を、ＥＣＵ２００によって制御する構成を採用することもできる。
【００２８】
上記構成の照明装置１３０を図２を参照しながら更に詳細に説明する。図２には、図１中の第１光源１３１及び第２光源１３２の詳細構成が示される。
図２に示すように、本実施の形態の照明装置１３０は、対象物に対向する対向面１３０ａに多数の発光ランプが配設された構成を有する。この対向面１３０ａの中央領域１３１ａに配置された複数の発光ランプによって第１光源１３１が構成され、当該中央領域１３１ａの外周の外周領域１３２ａに配置された複数の発光ランプによって第２光源１３２が構成される。また、第１光源１３１から発光され対象物Ｃにて反射した光は、カメラ１１２の光学レンズ１１４の対物レンズ開口領域内の中央部を通じて距離計測イメージチップ１１６の中央領域に対し入射される一方、第２光源１３２から発光され対象物Ｃにて反射した光は、カメラ１１２の光学レンズ１１４の対物レンズ開口領域内の周辺部（対物レンズ開口領域内の中央部の周辺部分）を通じて距離計測イメージチップ１１６の周辺領域（距離計測イメージチップ１１６の中央領域の周辺部分）に対し入射される構成とされる。ここでいう「対物レンズ開口領域」は、複数枚のレンズを組み合わせて構成された光学レンズ１１４のうち、検出対象物に最も近い位置に配設されるレンズ（対物レンズ）において光が入射する領域として規定される。
【００２９】
ここで、本実施の形態のようなカメラ１１２を用いる場合、カメラ１１２の視野角が広がるほどに光学レンズ１１４を通じて距離測定イメージチップ１１６の結像領域内に結像される光量が周辺に行くほど低下し、且つ距離測定イメージチップ１１６の結像領域内に結像される像の歪みが中央領域に比べ周辺で大きくなるため、対象物の検出精度が低下する。とりわけ、車両乗員の位置、姿勢、体格といった詳細な情報を得るべく、３Ｄカメラを用いて車両乗員の距離情報を検出する場合には、当該車両乗員の距離に関する精度低下やバラツキが生じ、所望の情報を得ることが難しい。
【００３０】
そこで、本実施の形態では、距離計測イメージチップ１１６に対する入射光量（「反射光量」ともいう）を結像領域の各部位において均等化するべく、複数の発光ランプを第１光源１３１と第２光源１３２の２つのブロックに区画（分割）したうえで、第１光源１３１を相対的に光量が少ない（相対的に暗い）光源として構成する一方、第２光源１３２を相対的に光量が多い（相対的に明るい）光源として構成している。これにより、光学レンズ１１４の対物レンズ開口領域内の中央部に入射される光を発する第１光源１３１の光量が、光学レンズ１１４の対物レンズ開口領域内の周辺部に入射される光を発する第２光源１３２の光量よりも抑えられることとなる。より具体的には、距離計測イメージチップ１１６に対する入射光量を検出したうえで、第１光源１３１から発光され対象物Ｃにて反射した光が光学レンズ１１４を通じて距離計測イメージチップ１１６の中央領域に対し入射される入射光量と、第２光源１３２から発光され対象物Ｃにて反射した光が光学レンズ１１４を通じて距離計測イメージチップ１１６の周辺領域に対し入射される入射光量が概ね合致するように、第１光源１３１及び第２光源１３２を制御することとしている。
【００３１】
このような構成により、距離計測イメージチップ１１６に対する入射光量を結像領域の各部位において均等化することが可能となり、カメラ１１２を介して検出される対象物の検出精度を広範囲に渡って向上させることができる。すなわち、本実施の形態によれば、検出平面との間の距離分布に関し中央部よりも外周部の距離が遠く、またレンズを通じて距離計測イメージチップの結像領域内に結像される光量が周辺領域よりも中央領域の方が多いという光学レンズ特有の問題を、上記構成の照明装置１３０（第１光源１３１及び第２光源１３２）の制御によって補うことが可能となる。また、このような制御によって検出精度を向上させることで、低ダイナミックレンジのイメージチップを使用することが可能となり、システムのコスト低減を図ることが可能となる。更に、照明装置１３０の中央領域に配置される発光ランプの光量（発熱量）を外周領域よりも低く抑えることによって、光源全体としての放熱効果を上げることができ、同時に光源の耐久性向上を図ることが可能となる。
【００３２】
更に、上記構成の照明装置１３０の第１光源１３１及び第２光源１３２における具体的な制御を図３〜図５を参照しつつ説明する。この制御は、図１中の第１駆動部１３３、第２駆動部１３４及び制御・演算部１５０によって行われる。図３には、本実施の形態における「対象物検出処理制御」のフローチャートが示され、図４には、本実施の形態における「光量調整処理」のフローチャートが示され、図５には、本実施の形態の「測定距離バラツキ調整処理」のフローチャートが示される。
【００３３】
図３に示す対象物検出処理制御では、ステップＳ１０の「光量調整処理」、ステップＳ２０の「測定距離バラツキ調整処理」、ステップＳ３０の「対象物判別処理」が順次遂行される。なお、ステップＳ１０の「光量調整処理」とステップＳ２０の「測定距離バラツキ調整処理」を並列的に遂行したのちの、ステップＳ３０の「対象物判別処理」を遂行するように構成することもできる。
【００３４】
本実施の形態の「光量調整処理」では、第１光源１３１及び第２光源１３２の発光態様を調整する処理を行う。この発光態様には、発光量や、点灯、消灯、点滅に関する時間や速度などが包含される。
まず、図４中のステップＳ１１によって光量データを取得する。この光量データは、カメラ１１２を介して取得される。次いで、図４中のステップＳ１２では、ステップＳ１１によって取得された光量データにより、光源からの光量が予め設定された規定値（規定領域）の範囲内にあるか否かを判定する。具体的には、対象物を精度良く検出するのに有効な光量の基準幅を予め設定しておき、実際に検出された光量が当該基準幅内にある場合に、光源からの光量が規定値の範囲内にあると判定され、実際に検出された光量が当該基準幅外にある場合に、光源からの光量が規定値の範囲外にあると判定される。光量データが規定値の範囲外にあると判定された場合（ステップＳ１２のＮＯ）には、ステップＳ１３にすすみ、光量データが規定値の範囲内にあると判定された場合（ステップＳ１２のＹＥＳ）には、そのまま光量調整処理を終了する。
【００３５】
図４中のステップＳ１３では、光源の発光パターンを変更するか否かを判定する。光源の発光パターンを変更する場合（ステップＳ１３のＹＥＳ）には、ステップＳ１４にすすみ、光源の発光パターンを変更しない場合（ステップＳ１３のＮＯ）には、ステップＳ１７にすすむ。ステップＳ１４では、更に光源の発光パターンが速いか否かを判定する。具体的には、予め設定された速度基準値を上回る場合に発光パターンが速いと判定され、予め設定された速度基準値を下回る場合に発光パターンが遅いと判定される。光源の発光パターンが速いと判定された場合（ステップＳ１４のＹＥＳ）には、ステップＳ１５によって発光パターンの速度を、例えば予め設定された下側基準速度まで減少させる処理を行う。一方、光源の発光パターンが遅いと判定された場合（ステップＳ１４のＮＯ）には、ステップＳ１６によって発光パターンの速度を、例えば予め設定された上側基準速度まで増加させる処理を行う。そして、ステップＳ１５ないしステップＳ１６を遂行したのちには、ステップＳ１１に戻る。
【００３６】
なお、図４中のステップＳ１５或いはステップＳ１６において、発光パターンの速度を変更する際には、当該変更が車両乗員によって認識されにくい、すなわちチラツキを生じないように制御されるのが好ましい。具体的には、発光量や発光パターンの変更を極めて短い時間内に瞬間的（瞬時）に行うか、或いは時間をかけて緩やかに行うことによって、当該変更が車両乗員によって認識されにくい制御が可能となる。これにより、車両乗員にチラツキ等による違和感を与えることなく、発光量や発光パターンが変更されることとなる。この態様が、請求項５に記載の「発光手段の発光態様を可変制御する際の変更を、当該発光態様の変更が車両乗員によって認識されにくい態様にて行う」に相当する。
【００３７】
図４中のステップＳ１７では、光源からの光量が予め設定された規定値よりも上か否かを判定する。光源からの光量が規定値を上回ると判定された場合（ステップＳ１７のＹＥＳ）には、ステップＳ１８によって光量を、例えば予め設定された下側基準光量まで下げる調整の処理を行う。一方、光源からの光量が規定値を下回ると判定された場合（ステップＳ１７のＮＯ）には、ステップＳ１９によって光量を、例えば予め設定された上側基準光量まで上げる調整の処理を行う。これにより、光源からの光量の適正化が図られることとなる。そして、ステップＳ１８ないしステップＳ１９を遂行したのちには、ステップＳ１１に戻る。
【００３８】
かくして、図４中に示す本実施の形態の光量調整処理を遂行することによって、光源からの光量が予め設定された規定値（規定領域）の範囲内となるように制御されることとなる。このとき、第１光源１３１に関する規定値と、第２光源１３２に関する規定値とが合致するように設定しておくことによって、カメラ１１２の距離計測イメージチップ１１６に対する入射光量を結像領域の各部位において均等化することが可能となる。これにより、第１光源１３１から発光され対象物Ｃにて反射した光が光学レンズ１１４を通じて距離計測イメージチップ１１６の中央領域に対し入射される入射光量と、第２光源１３２から発光され対象物Ｃにて反射した光が光学レンズ１１４を通じて距離計測イメージチップ１１６の周辺領域に対し入射される入射光量が概ね合致するように制御されることとなる。
【００３９】
この制御が、請求項１における「距離計測イメージチップに対する入射光量を結像領域の各部位において均等化するべく、処理手段において導出された入射光量に関する情報に基づいて、発光手段の発光態様を可変とする制御」、及び請求項２における「光学レンズの各部位のうち対物レンズ開口領域内の中央部に入射する入射光量よりも、当該対物レンズ開口領域内の周辺部に入射する入射光量の方が多くなるように、前記発光手段の発光態様を可変制御」に相当する。
【００４０】
次に、本実施の形態の「測定距離バラツキ調整処理」では、カメラ１１２による対象物までの距離の測定結果に基づいて、第１光源１３１及び第２光源１３２の光量を調整する処理を行う。すなわち、この測定距離バラツキ調整処理は、複数回の距離の測定結果に所定のバラツキが生じる場合には、光源からの光量や発光パターンが適正でなく、当該光量や発光パターンの適正化を図る必要があるという考えに基づいている。
【００４１】
まず、図５中のステップＳ２１によって、測定距離のバラツキを計算する範囲を取得する。具体的には、カメラ１１２の距離計測イメージチップ１１６の結像領域の各部位のうち、測定距離のバラツキを計算する部位の範囲（計算範囲）を確定する。距離計測イメージチップ１１６の当該範囲は予め設定されてもよいし、或いは予め設定された距離を検出した部位の範囲が選択されてもよい。
【００４２】
次いで、図５中のステップＳ２２では、ステップＳ２１によって取得した計算範囲に対応した測定距離データを複数回取得したのち、ステップＳ２３において複数の測定距離データのバラツキを計算する。当該バラツキは、既知の計算方法において用いられる標準偏差や、最大値と最小値との差によって評価することができる。
【００４３】
図５中のステップＳ２４では、ステップＳ２３によって算出されたバラツキの計算値が予め設定された規定値以下であるか否かを判定する。当該計算値が規定値以下であると判定された場合（ステップＳ２４のＹＥＳ）には、計算上のバラツキが所望のバラツキよりも小さいと判定され、そのまま測定距離バラツキ調整処理を終了する。一方、当該計算値が規定値を上回ると判定された場合（ステップＳ２４のＹＥＳ）には、計算上のバラツキが所望のバラツキよりも大きいと判定され、ステップＳ２６の光量調整処理にすすむ。
【００４４】
図５中のステップＳ２６の光量調整処理では、測定距離のバラツキの大きい部位の検出精度を向上させるべく、光源からの光量や発光パターンが調整されることとなる。例えば、測定距離のバラツキの大きい部位に対応する光源の光量を増加させる制御を行う。この制御が、請求項３における「処理手段にて導出された複数の距離情報に関しバラツキを生じる場合には、当該対象物に対応する発光手段の発光量を可変とする制御」に相当する。かくして、図５中に示す本実施の形態の測定距離バラツキ調整処理を遂行することによって、測定距離のバラツキが予め設定された規定値以下となるように制御されることとなる。
【００４５】
次に、本実施の形態の「対象物判別処理」では、カメラ１１２の検出情報に基づいて、車両乗員席上の対象物の有無、大きさ、位置、距離、姿勢、動作等といった、対象物に関する情報が導出されることとなる。対象物が車両乗員である場合には、車両乗員の有無、乗員の大きさ（体格クラス）、位置、距離、姿勢、動作、車両乗員が大人か子供か等が導出される。
【００４６】
なお、本実施の形態では、図３中の対象物判別処理において得られた、特に車両乗員の位置、距離、動作に関する情報に基づいて、光源の光量や発光パターンを制御することができる。図６には、本実施の形態における「位置による光量調整処理」のフローチャートが示され、図７には、本実施の形態における「動作による光量調整処理」のフローチャートが示される。
【００４７】
図６に示す位置による光量調整処理では、まず、ステップＳ４０によって、図３中の対象物判別処理において得られた対象物の位置情報及び距離情報が取得される。次いで、ステップＳ４２では、ステップＳ４０にて取得された対象物の位置情報及び距離情報に基づいて適正な光量が算出され、当該光量に調整する制御がステップＳ４４によって遂行される。このような制御によれば、対象物の位置情報及び距離情報を組み合わせることによって、光量や発光パターンの算出精度が向上し高速な処理が可能となる。
【００４８】
図７に示す動作による光量調整処理では、まず、ステップＳ５０によって、図３中の対象物判別処理において得られた対象物の動作情報及び距離情報が取得される。次いで、ステップＳ５２では、ステップＳ５０にて取得された対象物の動作情報及び距離情報に基づいて適正な光量が算出され、当該光量に調整する制御がステップＳ５４によって遂行される。具体的には、対象物の動きが速い場合には、速いフレームレートで距離情報を取得することで、より正確な情報検出が可能となる。この場合は、光源をより明るく、より強く照射するように光量が調整される。このような制御によれば、対象物の動作情報及び距離情報を組み合わせることによって、光量や発光パターンの算出精度が向上し高速な処理が可能となる。
【００４９】
図６や図７に示す制御が、請求項４における「処理手段にて導出された位置情報、距離情報及び動作情報のうちの少なくとも１つの情報に基づいて、発光手段の発光態様を可変とする制御」に相当する。なお、図６及び図７に示す制御にかえて、位置情報、距離情報及び動作情報のうちのいずれかの情報に基づいて、発光手段の発光態様を可変とする制御を行うように構成することもできる。
【００５０】
そして、上記構成の対象物検出システム１００によって検出された情報は、連続的或いは一定時間毎に図１中のＥＣＵ２００に伝送され、このＥＣＵ２００によって乗員拘束手段２１０が駆動制御される。例えば、エアバッグ装置やシートベルト装置からなる乗員拘束手段２１０による拘束能力（乗員拘束態様）が、車両乗員の有無、体格、位置、距離、動作、姿勢などに応じて変わるように制御される。具体的には、エアバッグやシートベルトのエネルギー吸収能力を可変としたり、エアバッグ展開速度を可変としたりすることで、拘束能力（乗員拘束態様）を変える制御を行う。
【００５１】
なお、本実施の形態によれば、車両乗員席上における車両乗員の有無を検出することで、乗員がいる場合にのみ乗員拘束手段２１０を作動させる制御が可能となるため、乗員拘束手段２１０の不要な作動を抑止することができる。また、前席や後席における車両乗員の有無を検出した場合には、警報出力（表示出力、音声出力など）を行う警報装置を用いて、シートベルトを装着していない車両乗員に対し着用を促す制御を行うこともできる。
【００５２】
以上のように、本実施の形態の対象物検出システム１００を用いれば、視野角が広がるほどに光学レンズ１１４を通じて距離計測イメージチップ１１６の結像領域内に結像される光量が周辺に行くほど低下し、且つ距離計測イメージチップ１１６の結像領域内に結像される像の歪みが中央領域に比べ周辺で大きくなるという光学レンズ１１４特有の問題を、照明装置１３０（第１光源１３１及び第２光源１３２）の発光態様の制御によって補うことが可能となる。これにより、車両乗員席上の対象物に関する情報を、撮像装置１１０を用いて精度良く検出することが可能となる。また、照明装置１３０（第１光源１３１及び第２光源１３２）の発光態様のこのような制御によって検出精度を向上させることで、低ダイナミックレンジのイメージチップを使用することが可能となり、システムのコスト低減を図ることが可能となる。更に、照明装置１３０の中央領域に配置される発光ランプの光量（発熱量）を外周領域よりも低く抑えることによって、光源全体としての放熱効果を上げることができ、同時に光源の耐久性向上を図ることが可能となる。また、光源を必要に応じて消灯したり点灯したりする制御を用いることによっても、光源の耐久性の向上を図ることが可能となる。
【００５３】
また、本実施の形態によれば、図５に示す「測定距離バラツキ調整処理」を遂行し、照明装置１３０（第１光源１３１及び第２光源１３２）の発光態様の適正化を図ることによって、対象物の距離情報に関するバラツキを抑えることができ、より検出精度の高い情報を得ることが可能となる。
【００５４】
また、本実施の形態によれば、図６に示す「位置による光量調整処理」や、図７に示す「動作による光量調整処理」を遂行し、対象物に関する位置情報、距離情報、動作情報に基づいて、照明装置１３０（第１光源１３１及び第２光源１３２）の発光態様を可変制御することによって、当該光量や発光パターンの算出精度を向上させることが可能となる。
【００５５】
また、本実施の形態によれば、照明装置１３０（第１光源１３１及び第２光源１３２）の発光態様の変更を車両乗員によって認識されにくくするように、当該発光態様の変更時間や変更速度などを調整する制御を行うことによって、車両乗員に対しチラツキ等による違和感を与えることなく、発光量や発光パターンを変更することが可能となる。
【００５６】
また、本実施の形態の対象物検出システム１００を用いれば、当該対象物検出システムの検出結果に応じた適正な態様で乗員拘束手段２１０を駆動制御することで、乗員拘束手段２１０のきめ細かい制御が可能となる。
【００５７】
また、本実施の形態によれば、車両乗員席上の対象物に関する情報を、撮像装置１１０を用いて精度良く検出することが可能な対象物検出システム１００を搭載する車両が提供される。
【００５８】
（他の実施の形態）
なお、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。
【００５９】
上記実施の形態では、図４〜図７に示す処理の全てを遂行する対象物検出システム１００について記載したが、本発明では、図４〜図７に示す処理のうちの少なくとも１つを遂行する対象物検出システムの構成を採用することができる。
【００６０】
本発明では、カメラ１１２を介して検出される対象物には、車両乗員のほか、車両乗員以外の載置物、チャイルドシートやジュニアシートなどが包含される。この場合、対象物に関する情報としては、対象物の有無、大きさ、位置、距離、姿勢、動作、対象物に対する発光量（配光量）、輝度などの情報がある。
【００６１】
また、上記実施の形態では、自動車に装着される対象物検出システムの構成について記載したが、自動車をはじめ、航空機、船舶、電車、バス、トラック等の各種の車両に装着される対象物検出システム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】
【００６２】
【図１】本実施の形態に係る車両搭載用の対象物検出システム１００の構成を示す図である。
【図２】図１中の第１光源１３１及び第２光源１３２の詳細構成を示す図である。
【図３】本実施の形態における「対象物検出処理制御」のフローチャートである。
【図４】本実施の形態における「光量調整処理」のフローチャートである。
【図５】本実施の形態の「測定距離バラツキ調整処理」のフローチャートである。
【図６】本実施の形態における「位置による光量調整処理」のフローチャートである。
【図７】本実施の形態における「動作による光量調整処理」のフローチャートである。
【符号の説明】
【００６３】
１００…対象物検出システム
１１０…撮像装置
１１２…カメラ
１１４…光学レンズ
１１６…距離計測イメージチップ
１３０…照明装置
１３１…第１光源
１３２…第２光源
１３３…第１駆動部
１３４…第２駆動部
１５０…制御・演算部
１５２…画像処理手段
１５４…演算手段（ＭＰＵ）
１５６…記憶手段
１５８…入出力手段
２００…ＥＣＵ
２１０…乗員拘束手段
【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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