(57)【要約】【課題】本発明は、乗員撮像装置に係り、カメラを用いて車両乗員を撮像するのに、そのカメラの配設されたステアリングコラムの調整位置の影響を排除することにある。【解決手段】位置調整可能なステアリングコラムに配設されるカメラにより運転席シートに着座する車両運転者を撮像する乗員撮像装置において、ステアリングコラムの調整位置を検出すると共に、車両運転者の着座する運転席シートのヘッドレスト部の車内における位置を検出する。そして、その検出したステアリングコラムの調整位置とヘッドレスト部の車内における位置との双方に応じて、カメラのズーム率を変更してその撮像範囲を変更する。【選択図】図６
2007253821.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
位置調整可能な操舵機構に配設されるカメラにより車両乗員を撮像する乗員撮像装置であって、
前記操舵機構の調整位置を検出する操舵機構位置検出手段と、
前記操舵機構位置検出手段により検出される前記操舵機構の調整位置に応じて、前記カメラの撮像範囲を変更する撮像範囲変更手段と、
を備えることを特徴とする乗員撮像装置。
【請求項２】
車両乗員の着座する車両シートの位置を検出するシート位置検出手段を備え、
前記撮像範囲変更手段は、前記操舵機構位置検出手段により検出される前記操舵機構の調整位置と、前記シート位置検出手段により検出される前記車両シートの位置との双方に応じて、前記カメラの撮像範囲を変更することを特徴とする請求項１記載の乗員撮像装置。
【請求項３】
前記シート位置検出手段は、前記車両シートのヘッドレスト部の位置を検出し、
前記撮像範囲変更手段は、前記操舵機構位置検出手段により検出される前記操舵機構の調整位置と、前記シート位置検出手段により検出される前記ヘッドレスト部の位置との双方に応じて、前記カメラの撮像範囲を変更することを特徴とする請求項２記載の乗員撮像装置。
【請求項４】
前記撮像範囲変更手段は、前記カメラのズーム率を変更することを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項記載の乗員撮像装置。
【請求項５】
前記撮像範囲変更手段は、前記カメラの前記操舵機構に対する光軸方向を変更することを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項記載の乗員撮像装置。
【請求項６】
前記撮像範囲変更手段は、前記カメラの撮像した撮像画像全体のうち画像処理を実施する範囲を変更することを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項記載の乗員撮像装置。
【請求項７】
前記カメラの撮像した撮像画像を処理することにより車両乗員の顔向き方向を検出することを特徴とする請求項１乃至６の何れか一項記載の乗員撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、乗員撮像装置に係り、特に、車両に乗車する乗員（特に運転者）を位置調整可能な操舵機構に配設されたカメラにより撮像するうえで好適な乗員撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、車室内にカメラを配設し、そのカメラにより車両シートに着座する乗員の顔を撮像する乗員撮像装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。この撮像装置は、乗員が着座する車両シートの位置を検出する座席位置センサを備えており、その座席位置センサの出力に基づいてカメラと車両シートとの距離を測距する。そして、予め定められたマップを参照して、測距されたカメラと車両シートとの距離に応じたカメラのズーム率を設定する。従って、上記従来の撮像装置によれば、車室内における乗員の着座位置に関係なく、カメラの撮像する撮像画像中に占める乗員の顔のサイズを一定に保つことが可能となっている。
【特許文献１】特開２００５−２０２７８６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、上記従来の装置において、カメラは、インストルメントパネル内に内蔵されたカメラであり、車室内において予め固定した位置に配置される。このため、カメラと車両シートとの距離を、上記の如く、車両シートの位置を検出する座席位置センサのみを用いて検出することが可能である。
【０００４】
一方、カメラがチルト機構やテレスコピック機構などの位置調整可能なステアリングコラムに配設される構成においては、カメラと車両シートとの距離が車両シートの位置だけでなく、カメラの位置に応じても変化する。この点、上記従来の装置の如く、カメラと車両シートとの距離を、車両シートの位置を検出するための座席位置センサのみを用いて検出する構成では、実際の距離はステアリングコラムの調整位置の影響を受けるにもかかわらず、その検出値がその影響を考慮しないため、上記の距離が誤検出されることがあり、その結果、カメラが所望のズーム率を有さず、カメラ撮像画像中に占める乗員の顔のサイズを一定に保つことができなくなる不都合が生じ得る。
【０００５】
本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、カメラを用いて車両乗員を撮像するのに、そのカメラの配設されたステアリングコラムの調整位置の影響を排除した乗員撮像装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的は、位置調整可能な操舵機構に配設されるカメラにより車両乗員を撮像する乗員撮像装置であって、前記操舵機構の調整位置を検出する操舵機構位置検出手段と、前記操舵機構位置検出手段により検出される前記操舵機構の調整位置に応じて、前記カメラの撮像範囲を変更する撮像範囲変更手段と、を備える乗員撮像装置により達成される。
【０００７】
この態様の発明において、位置調整可能な操舵機構に配設されるカメラの撮像範囲は、その操舵機構の調整位置に応じて変更される。この場合には、カメラ撮像画像に映し出される対象のサイズをその画像中で、操舵機構の調整位置に関係なく一定に保つことが可能である。従って、本発明によれば、カメラを用いて車両乗員を撮像するうえで、そのカメラの配設された操舵機構の調整位置の影響を排除することができる。
【０００８】
尚、上記した乗員撮像装置において、車両乗員の着座する車両シートの位置を検出するシート位置検出手段を備え、前記撮像範囲変更手段は、前記操舵機構位置検出手段により検出される前記操舵機構の調整位置と、前記シート位置検出手段により検出される前記車両シートの位置との双方に応じて、前記カメラの撮像範囲を変更することとすれば、操舵機構の調整位置および車両シートの位置の双方に関係なくカメラ撮像画像に映し出される対象のサイズをその画像中で一定に保つことが可能であるので、従って、カメラを用いて車両乗員を撮像するうえで、そのカメラの配設された操舵機構の調整位置の影響および車両乗員のシートポジションの影響を共に排除することができる。
【０００９】
この場合、前記シート位置検出手段は、前記車両シートのヘッドレスト部の位置を検出し、前記撮像範囲変更手段は、前記操舵機構位置検出手段により検出される前記操舵機構の調整位置と、前記シート位置検出手段により検出される前記ヘッドレスト部の位置との双方に応じて、前記カメラの撮像範囲を変更することとすればよい。
【００１０】
尚、上記した乗員撮像装置において、前記撮像範囲変更手段は、前記カメラのズーム率を変更することとしてもよい。
【００１１】
また、上記した乗員撮像装置において、前記撮像範囲変更手段は、前記カメラの前記操舵機構に対する光軸方向を変更することとしてもよい。
【００１２】
また、上記した乗員撮像装置において、前記撮像範囲変更手段は、前記カメラの撮像した撮像画像全体のうち画像処理を実施する範囲を変更することとしてもよい。
【００１３】
ところで、上記した乗員撮像装置において、前記カメラの撮像した撮像画像を処理することにより車両乗員の顔向き方向を検出することとしてもよい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、カメラを用いて車両乗員を撮像するのに、そのカメラの配設された操舵機構の調整位置の影響を排除することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面を用いて、本発明の具体的な実施の形態について説明する。
【００１６】
図１は、本発明の一実施例である車両に搭載される乗員撮像装置１０を備えるシステムの構成図を示す。図２は、本実施例の有する車載カメラの搭載構造を示す。尚、図２（Ａ）には車両横方向から見た際の図を、また、図２（Ｂ）には図２（Ａ）に示す矢視IIIの方向へ見た際の図を、それぞれ示す。また、図３は、本実施例において位置検出される対象の位置を模式的に表した図を示す。
【００１７】
本実施例の乗員撮像装置１０は、１台の車載カメラにより車両シートに着座する車両運転者を撮像するものであって、本実施例のシステムは、その車載カメラによる撮像画像を処理して車両運転者の顔の向いている方向を検知し、その検知結果に基づいて所定の車両制御を行うシステムである。乗員撮像装置１０は、車内の運転席シートに着座する車両運転者の主に頭部を撮影するためのカメラ１２を備えている。カメラ１２は、車両運転者が操舵操作を行うステアリングホイール１４を有するステアリングコラム１６の軸部を覆うコラムアッパカバー１８に配設されている。
【００１８】
尚、カメラ１２は、運転席シートに着座する車両運転者の頭部に赤外光を照射することにより特にカメラ１２の夜間撮影を可能とするそのカメラ１２に付随した赤外投光器と共に、単一のケースに収納されていることとすればよい。また、この赤外投光器は、カメラケース内においてカメラ１２の左右両側に同数ずつ設けられ、車両運転者の頭部付近へ向けて赤外光を投光するＬＥＤランプであればよい。この際、赤外投光器をカメラ１２の左右両側に同数ずつ設けるのは、車両運転者がほぼ正面を向いている際（非脇見時）にその顔における赤外光による照度を左右均等にでき、これにより、夜間撮影時にもカメラ撮像画像から運転者の顔幅や顔中心線などの特徴部位を検出し易くなり、運転者の顔向き角度の正確な検出が可能となるからである。
【００１９】
ステアリングコラム１６は、車両運転者がステアリングホイール１４の車内における操作ポジションを上下方向に任意に設定するためのチルト機構を有していると共に、また、ステアリングホイール１４の車内における操作ポジションを前後方向（具体的には、その軸部の軸方向）に任意に設定するためのテレスコピック機構を有している。チルト機構は、ステアリングコラム１６の軸線上の固定点Ｏを中心にしてステアリングホイール１４の上下方向位置すなわちステアリングコラム１６の軸部の向く角度を所定範囲（例えば中立位置から上下にそれぞれ１５ミリメートル）で調整可能とするように構成されている。また、テレスコピック機構は、ステアリングホイール１４の軸方向における位置を所定範囲（例えば中立位置から前後にそれぞれ２０ミリメートル）で調整可能とするように構成されている。
【００２０】
コラムアッパカバー１８上におけるカメラ１２の配設部位は、チルト機構の作動による可動範囲に含まれていると共に、テレスコピック機構の作動による可動範囲に含まれている。また、コラムアッパカバー１８の上面におけるカメラ１２の配設位置は、車両衝突時における衝撃吸収を図るうえで有効なカメラケースとコンビネーションメータ２０表面との間のクリアランスを確保する観点等から、できるだけステアリングホイール１４側であることが望ましい。コンビネーションメータ２０は、ステアリングホイール１４の表面に扇状に開口する開口部１４ａを通じて、運転席シートに着座する車両運転者により視認可能とされている。車両運転者は、ステアリングホイール１４を握る運転姿勢が所望の状態に保たれるように、また、開口部１４ａを通じてコンビネーションメータ２０が視認可能となるように、チルト機構及びテレスコピック機構を作動させる。
【００２１】
カメラ１２は、そのカメラ光軸中心がステアリングホイール１４の中心Ｏを通る鉛直線上に位置するように配置されている。カメラ１２は、その配設位置からステアリングホイール１４表面の開口部１４ａを通して、車両進行方向と正対しかつ運転者の頭部（顔）が存在するやや斜め上方方向へ指向されたカメラ画角を有し、運転者の顔をほぼ正面から撮影することが可能である。また、カメラ１２は、その構成レンズを動かすことで焦点距離を連続的或いは段階的に変えて撮像画像を拡大或いは縮小するズーム機能を有しており、ズーム率を変更することが可能である。
【００２２】
カメラ１２には、その制御装置としてのカメラＥＣＵ２４が接続されている。カメラ１２の撮影した映像信号としての撮像画像は、カメラＥＣＵ２４に供給される。カメラＥＣＵ２４は、コンピュータを主体に構成されており、後に詳述する如く、カメラ１２から供給される撮像画像を処理することにより運転者の頭部或いは顔（具体的には、その視線）が正面方向から向く角度（顔向き角度）を検出する。また、カメラＥＣＵ２４は、後述の如く、カメラ１２と車両運転者の頭部との直線距離に基づいてカメラ１２のズーム率を変更させる。
【００２３】
カメラＥＣＵ２４には、コンピュータを主体に構成された車間制御ＥＣＵ２６が通信接続されている。車間制御ＥＣＵ２６は、例えば車体前端のバンパやフロントグリル等に配設されたミリ波レーダやレーザレーダなどの障害物センサを用いて、自車両の前方（特に自車両の進路上）に存在する自車両が走行するうえで最も注意すべき前方障害物の有無を検出すると共に、かかる前方障害物が存在するときには自車両とその前方障害物との距離、及び、その検出距離と車速センサなどを用いて検出される自車速とに基づいて両者の相対速度を検出し、そして、それらの結果に基づいて自車両と前方障害物との衝突を予測する。
【００２４】
カメラＥＣＵ２４の検出する後述の車両運転者の顔向き角度の情報は、車間制御ＥＣＵ２６に供給される。車間制御ＥＣＵ２６は、カメラＥＣＵ２４から供給される運転者の顔向き角度の情報に基づいて、運転者が顔を向けた方向である顔向き角度θを把握し、そして、その顔向き角度θに応じて自車両と前方障害物との衝突予測を補正する。車間制御ＥＣＵ２６は、自車両と前方障害物との衝突予測結果に応じて適宜、表示ディスプレイやブザーを駆動させて車両運転者に対する前方障害物との衝突の注意喚起や警報を行い、或いは、強制的に車両ブレーキを作動させて前方障害物（先行車両）との車間を制御する。
【００２５】
車間制御ＥＣＵ２６には、ＣＡＮバス２８を介して、チルト・テレスコポジションセンサ３０、第１シートポジションセンサ３２、第２シートポジションセンサ３４、及びヘッドレストポジションセンサ３６が接続されている。車間制御ＥＣＵ２６及び各ポジションセンサ３０〜３６はそれぞれ、ＣＡＮ通信装置を有しており、そのＣＡＮ通信装置を用いてＣＡＮバス２８の通信プロトコルに従って情報の授受を行う。
【００２６】
チルト・テレスコポジションセンサ３０は、チルト機構及びテレスコピック機構により位置調整可能なステアリングコラム１６に配設されており、車内におけるステアリングコラム１６の調整位置すなわちステアリングホイール１４の軸中心の操作ポジション（具体的には、その前後−上下のＸＹ平面上における位置）に応じた信号を出力する。第１シートポジションセンサ３２は、運転席シート３８と車内フロアのレールとの間に配設されており、車内フロアに対する運転席シート３８の座部３８ａの前後方向位置に応じた信号を出力する。第２シートポジションセンサ３４は、運転席シート３８の座部３８ａと背もたれ部３８ｂとの間に配設されており、座部３８ａに対する背もたれ部３８ｂの角度（すなわち、背もたれ部３８ｂの上端部における前後方向位置）に応じた信号を出力する。また、ヘッドレストポジションセンサ３６は、運転席シート３８の背もたれ部３８ｂとヘッドレスト部３８ｃとの間に配設されており、背もたれ部３８ｂに対するヘッドレスト部３８ｃの位置（具体的には、その角度および高さの双方）に応じた信号を出力する。各ポジションセンサ３０〜３６の出力信号はそれぞれ、車間制御ＥＣＵ２６に供給される。
【００２７】
車間制御ＥＣＵ２６は、チルト・テレスコポジションセンサ３０の出力信号に基づいてチルト機構及びテレスコピック機構によるステアリングコラム１６の調整位置を検出してステアリングホイール１４の軸中心の車内における操作ポジション（Ｘ１，Ｙ１）を検出すると共に、第１シートポジションセンサ３２の出力信号に基づいて車内フロアに対する運転席シート３８の座部３８ａの前後方向位置Ｘ２を検出する。車間制御ＥＣＵ２６は、また、第２シートポジションセンサ３４の出力信号に基づいて座部３８ａに対する背もたれ部３８ｂの上端部における前後方向位置を検出し、そして、その検出値と上記した運転席シート３８の前後方向位置Ｘ２とに基づいて車内における絶対的な背もたれ部３８ｂの上端部における前後方向位置Ｘ３を検出する。車間制御ＥＣＵ２６は、更に、ヘッドレストポジションセンサ３６の出力信号に基づいて背もたれ部３８ｂに対するヘッドレスト部３８ｃの位置を検出し、そして、その検出値と上記した背もたれ部３８ｂの上端部における前後方向位置Ｘ３とに基づいて車内における絶対的なヘッドレスト部３８ｃの位置（Ｘ４，Ｙ２）を検出する。車間制御ＥＣＵ２６は、検出した各位置の情報をカメラＥＣＵ２４へ送信する。
【００２８】
次に、本実施例のシステムの動作について説明する。
【００２９】
本実施例のシステムにおいて、ステアリングコラム１６のコラムアッパカバー１８の上面に配設されたカメラ１２は、運転席シート３８に着座する車両運転者の顔が存在する方向に指向されており、その顔を撮影する。カメラ１２の撮像した映像信号としての撮像画像は、カメラＥＣＵ２４に供給される。
【００３０】
カメラＥＣＵ２４は、カメラ１２から入力される撮像画像について２値化処理や特徴点抽出処理などの画像処理を行う。そして、その撮像画像から車両運転者の顔幅及び顔中心線を抽出し、それらの検出パラメータから撮像画像に映し出された運転者の顔の左右間隔比率を算出し、また、その左右間隔比率から、予め用意された円筒形モデルを参照して正面方向からの顔向き角度θを検出する。この検出された運転者の顔向き角度θの情報は、カメラＥＣＵ２４から車間制御ＥＣＵ２６へ供給される。
【００３１】
車間制御ＥＣＵ２６は、まず、障害物センサを用いて自車両が走行するのに最も注意すべき前方障害物を検出する。そして、前方障害物の存在を検知するときは、その前方障害物との距離及び相対速度並びに自車両の進路及びその進路に対する前方障害物の位置等に基づいて、自車両が現時点で前方障害物と衝突する可能性を演算する。尚、自車両が前方障害物と衝突するまでの時間が短いほどその衝突可能性は高まるので、車間制御ＥＣＵ２６が演算する衝突可能性は、自車両と前方障害物との距離を両者の相対速度で割って求まる時間（衝突予測時間）に対応した値とすればよく、この場合には、衝突予測時間が短いほど大きな値となる。そして、演算された衝突可能性が予め定められたレベルに達したときには、その時点から少なくとも衝突発生時まで衝突回避のための警報を行い、或いは、強制的な車両ブレーキを作動させてその前方障害物との車間を制御する。
【００３２】
また、車間制御ＥＣＵ２６は、カメラＥＣＵ２４から運転者の顔向き角度θの情報が供給されるごとに、その顔向き角度θをしきい値θ０と比較する。このしきい値θは、運転者がインナーミラーや運転席側や助手席側のアウターミラー，車室内のディスプレイ表示を見たり、或いは車体左右の安全確認のために車外を視認したり、顔を正面方向から外す脇見を行っているか否かを判別するための顔向き角度の境界値であり、例えば、±１５°に設定されている。
【００３３】
その比較の結果、θ≦θ０が成立するときは、運転者の顔がほぼ正面方向に向いていると判断できるので、自車両と前方障害物との衝突可能性を演算した際に、その衝突可能性を通常どおりの基準レベルと比較する。この場合には、自車両と前方障害物とが比較的高い衝突可能性を有することとなった際に上記した警報や車間制御が実施されることとなる。一方、θ＞θ０が成立するときは、運転者の顔が正面方向に向いていないと判断できるので、上記した警報や車間制御を開始するうえで前方障害物との衝突可能性が達すべきレベルを上記の基準レベルから低下させて、自車両と前方障害物との衝突可能性を演算した際に、その衝突可能性を基準レベルから低下したレベルと比較する。この場合には、自車両と前方障害物とが比較的低い衝突可能性を有するときにも上記した警報や車間制御が実施されることとなる。
【００３４】
このように、本実施例のシステムによれば、乗員撮像装置１０においてステアリングコラム１６に配設されたカメラ１２により運転席シート３８に着座する車両運転者を撮像することができる。また、自車両が前方障害物と衝突する前に、衝突回避又は被害軽減のため、ブザー吹鳴やディスプレイ表示による警報を行い或いは強制ブレーキによる車間制御を行うと共に、その警報や車間制御を、カメラ１２による撮像画像の画像処理の結果として運転者の顔が正面方向を向いていないと判断される状況においては、正面方向を向いていると判断される状況でのタイミングよりも早く開始することができる。
【００３５】
図４は、位置調整可能なステアリングコラム１６にカメラ１２が配設される場合に生じ得る不都合を説明するための図を示す。ところで、位置（特に、テレスコピック機構によりその軸部の軸方向位置）の調整可能なステアリングコラム１６に配設されるカメラ１２とその被写体である車両運転者の頭部（具体的には、顔）との相対距離は、車内における運転席シート３８の位置だけでなく、ステアリングコラム１６の調整位置すなわちカメラ１２自体の位置に応じても変化する。
【００３６】
仮にカメラ１２のズーム率が固定され撮像範囲が予め固定されたものであると、車両運転者が同一人物であっても、上記の相対距離が比較的短いとき（図４（Ａ））には同図（Ｂ）に示す如くカメラ撮像画像中に占める顔のサイズが比較的大きくなり、一方、上記の相対距離が比較的長いとき（図４（Ｃ））には同図（Ｄ）に示す如くカメラ撮像画像中に占める顔のサイズが比較的小さくなるので、カメラ撮像画像中で顔のサイズを一定に保つことができなくなる。この点、かかる構成では、カメラ撮像画像から車両運転者の顔向き角度θを検出するうえで個々のカメラ撮像画像で関連なく独立して画像処理を行わざるを得ず、処理負荷が増大すると共に、その角度検出が困難となるおそれがある。
【００３７】
そこで、かかる問題を解決するため、車内における運転席シート３８の位置から上記の相対距離を検出して、その相対距離に応じてカメラ１２のズーム率を変更することが考えられる。しかし、上記の相対距離を運転席シート３８の位置のみを用いて検出する構成では、かかる相対距離は実際にはカメラ１２の配設されるステアリングコラム１６の調整位置の影響を受けるにもかかわらず、検出値がその影響を考慮しないため、カメラ１２と車両運転者の頭部との相対距離が誤検出される事態が起こり得、その結果、カメラ１２のズーム率が所望の値とならず、カメラ撮像画像中での運転者の顔のサイズが一定に保たれない可能性がある。
【００３８】
これに対して、本実施例の乗員撮像装置１０においては、ステアリングコラム１６の調整位置を含めカメラ１２と車両運転者の頭部との相対距離を精度よく検出して、その相対距離に応じてカメラ１２のズーム率を変更してその撮像範囲を変更することとしている。以下、図５及び図６を参照して、本実施例の特徴部について説明する。図５は、本実施例の乗員撮像装置１０において用いられる、カメラ１２と車両運転者の頭部との直線距離Ｌと、カメラのズーム率Ｚとの関係をマップとして表した図を示す。また、図６は、本実施例の乗員撮像装置１０においてカメラＥＣＵ２４が実行する制御ルーチンの一例のフローチャートを示す。
【００３９】
本実施例においては、各ポジションセンサ３０〜３６を用いて、車内におけるステアリングホイール１４の操作ポジション（Ｘ１，Ｙ１）、車内における運転席シート３８の座部３８ａの前後方向位置Ｘ２、運転席シート３８の背もたれ部３８ｂの上端部の前後方向位置Ｘ３、運転席シート３８のヘッドレスト部３８ｃの位置（Ｘ４，Ｙ２）が検出される。これらの位置情報は、車間制御ＥＣＵ２６を介してカメラＥＣＵ２４に送信される。カメラＥＣＵ２４は、かかる送信情報に基づいて、上記の各ポジションを把握する（ステップ１００）。
【００４０】
カメラ１２は、ステアリングコラム１６のコラムアッパカバー１８の上面において予め定められた位置に配置されている。カメラＥＣＵ２４には、予め、ステアリングホイール１４の軸中心位置とカメラ１２の配設位置（具体的には、その光軸中心の位置）との相対位置関係を規定する情報が記憶されている。カメラＥＣＵ２４は、この情報記憶する相対位置関係を参照して、上記の如く把握した車内におけるステアリングホイール１４の操作ポジション（Ｘ１，Ｙ１）に基づいて、車内におけるカメラ１２の絶対的な位置（ＸＹ平面上）を算出する（ステップ１０２）。
【００４１】
また、一般的に、運転席シート３８に着座する車両運転者の頭部は、その運転席シート３８のヘッドレスト部３８ｃの位置に対して予め定められた位置に存在することが多い。カメラＥＣＵ２４には、予め、ヘッドレスト部３８ｃの位置に対して存在すると推定される車両運転者の頭部（具体的には、顔中心或いは口元など）の位置情報が記憶されている。尚、一般的に、運転席シート３８の座部３８ａの位置が車両後方側にあるほど、運転者が大きな体格を有していると判断でき、体格の大きな運転者は高い座高を有していると判断できる。また、運転席シート３８の背もたれ部３８ｂが傾くほど、運転者の頭部とヘッドレスト部３８ｃとの隙間が大きくなる傾向にある。そこで、かかる点を考慮して、カメラＥＣＵ２４に情報記憶されるヘッドレスト部３８ｃの位置に対する車両運転者の頭部の位置は、車内における座部３８ａの位置に応じて変更されると共に、また、背もたれ部３８ｂの角度に応じて変更されることとしてもよい。カメラＥＣＵ２４は、この情報記憶する位置関係を参照して、上記の如く把握した車内におけるヘッドレスト部３８ｃの位置（Ｘ４，Ｙ２）に基づいて、車内における車両運転者の頭部の絶対的な位置（ＸＹ平面上）を推定する（ステップ１０２）。
【００４２】
カメラＥＣＵ２４は、上記の如く算出したカメラ１２の位置と上記の如く推測した車両運転者の頭部の位置とに基づいて、両者間の直線距離Ｌを算出する（ステップ１０４）。カメラ撮像画像中に占める同一運転者の顔のサイズを上記の直線距離Ｌにかかわらず一定に保つためには、上記の直線距離が長くなるほどカメラ１２のズーム率を大きくすることが適切である。カメラＥＣＵ２４には、予め、カメラ１２と車両運転者の頭部との直線距離Ｌと、カメラ１２のズーム率Ｚとの関係を規定した図５に示す如きマップが記憶されている。このマップは、カメラ撮像画像中における顔のサイズがカメラ１２と車両運転者の頭部との直線距離にかかわらず一定となるような関係に規定されたものであって、その直線距離が長くなるほどカメラ１２のズーム率が大きくなるように設定されている。
【００４３】
カメラＥＣＵ２４は、上記図５に示す如きマップを参照して、上記の如く算出したカメラ１２と車両運転者の頭部の位置との直線距離Ｌに基づいて、実現すべきカメラ１２のズーム率Ｚを設定する（ステップ１０６）。そして、このようにズーム率Ｚを設定した場合、そのズーム率Ｚが実現されるようにカメラ１２に対して指示を行う（ステップ１０８）。カメラＥＣＵ２４からかかる指示がなされると、以後、カメラ１２は、その指示されたズーム率Ｚで撮像を実施する。
【００４４】
このように本実施例の乗員撮像装置１０においては、車内におけるチルト機構及びテレスコピック機構によるステアリングコラム１６の調整位置と、車内における運転席シート３８（具体的には、そのヘッドレスト部３８ｃ）の位置とに基づいて、そのステアリングコラム１６に配設されたカメラ１２とその運転席シート３８に着座する車両運転者の頭部との直線距離Ｌを算出することができる。そして、その算出したカメラ１２と車両運転者の頭部との直線距離Ｌに応じて、自動的にカメラ１２のズーム率を変更してカメラ画角を調整することができる。
【００４５】
すなわち、ステアリングコラム１６の調整位置と運転席シート３８の位置との双方に応じて、自動的にカメラ１２のズーム率を変更してその撮像範囲を変更することができる。上記の直線距離Ｌが短いほど、具体的には、チルト機構及びテレスコピック機構によってステアリングコラム１６が車内においてより車両後方側かつ車両上方側に位置するほど或いは運転席シート３８が車内においてより車両前方側に位置するほど、小さなズーム率に設定し、画面内に映る被写体が縮小された（撮像範囲としては拡大された）撮像画像を取得することができ、また、上記の直線距離Ｌが長いほど、具体的には、チルト機構及びテレスコピック機構によってステアリングコラム１６が車内においてより車両前方側かつ車両下方側に位置するほど或いは運転席シート３８が車内においてより車両後方側に位置するほど、大きなズーム率に設定し、画面内に映る被写体が拡大された（撮像範囲としては縮小された）撮像画像を得ることができる。
【００４６】
かかる構成によれば、カメラ撮像画像に映し出される車両運転者の顔（特に同一運転者の顔）のサイズをその画像中で、カメラ１２と車両運転者の頭部との直線距離に関係なく、すなわち、運転席シート３８（具体的には、そのヘッドレスト３８ｃ）の位置に関係なくかつステアリングコラム１６の調整位置に関係なく、一定に保つことが可能である。従って、本実施例の乗員撮像装置１０によれば、カメラ１２を用いて車両運転者を撮像するのに、そのカメラ１２の配設されたステアリングコラム１６の調整位置の影響を排除することができると共に、車両運転者のシートポジションの影響を排除することが可能となっている。
【００４７】
このようにカメラ撮像画像に映し出される車両運転者の顔のサイズがその画像中で一定に保たれれば、その撮像画像に映る顔の各部位（顔端や眉上，目下，口裂など）の移動量が少なくなるので、そのカメラ撮像画像から車両運転者の顔向き角度θを検出するのに、個々のカメラ撮像画像で互いに関連させて画像処理を行うことが可能となる。例えば、カメラＥＣＵ２４で車両運転者の顔のエッジ抽出を行ううえでのカメラ撮像画像の画像処理範囲を前回のカメラ撮像画像における処理結果に従ってその顔が映し出されていると予想される範囲に縮小すること、或いは、前回のカメラ撮像画像から抽出された車両運転者の顔幅を利用してその顔幅とほぼ離間距離が一致する２つのエッジ線を顔端を構成する線として抽出することが可能となる。
【００４８】
このため、本実施例によれば、カメラ撮像画像から車両運転者の顔向き角度θを検出するうえでの画像処理負荷を軽減することができると共に、その顔向き角度θの検出精度を向上させることが可能となっている。
【００４９】
尚、上記の実施例においては、ステアリングコラム１６が特許請求の範囲に記載した「操舵機構」に、運転者の着座する運転席シート３８が特許請求の範囲に記載した「車両シート」に、正面方向からの顔向き角度θが特許請求の範囲に記載した「顔向き方向」に、それぞれ相当していると共に、カメラＥＣＵ２４が、ステアリングコラム１６の調整位置を検出することにより特許請求の範囲に記載した「操舵機構位置検出手段」が、運転席シート３８のヘッドレスト部３８ｃの車内における位置（Ｘ４，Ｙ２）を検出することにより特許請求の範囲に記載した「シート位置検出手段」が、カメラ１２と車両運転者の頭部との直線距離Ｌに応じてカメラ１２のズーム率Ｚを変更してその撮像範囲を変更することにより特許請求の範囲に記載した「撮像範囲変更手段」が、それぞれ実現されている。
【００５０】
ところで、上記の実施例においては、車内におけるステアリングコラム１６の調整位置（特にテレスコピック機構による車両前後方向位置）と運転席シートの位置とによってカメラ１２と車両運転者の頭部との直線距離が変化して、カメラ撮像画像に映る運転者の顔のサイズが一定に保たれないおそれがあることに鑑み、そのサイズが一定に保たれるように、ステアリングコラム１６の調整位置と運転席シート３８の位置との双方に応じてカメラ１２のズーム率を変更しカメラ画角を変更して車内に対する撮像範囲を変更することとしている。
【００５１】
しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、車内におけるステアリングコラム１６の調整位置（特にチルト機構による車両上下方向位置）によってカメラ１２の車内での撮像方向が変化して、カメラ撮像画像中で運転者の顔が映らなくなることがあることに鑑み、その顔が常にカメラ撮像画像中に映るように、ステアリングコラム１６の調整位置に応じてカメラ１２のステアリングコラム１６に対する光軸方向を変更してステアリングコラム１６に対する撮像範囲を変更するものであってもよい。かかる変形例によれば、ステアリングコラム１６の調整位置に関係なく、カメラ１２の被写体である車両運転者の顔を常にカメラ撮像画像の中央付近に映し出すことが可能となるので、従って、カメラ１２を用いて車両運転者を撮像するのに、そのカメラ１２の配設されたステアリングコラム１６の調整位置の影響を排除することが可能となり、ステアリングコラム１６の位置調整に起因したカメラ撮像画像からの車両運転者の顔の未検出を防止することが可能となる。
【００５２】
また、上記の実施例においては、ズーム率の変更によってカメラ１２の画角を変更してその撮像範囲をハード的に変更し得るものとしているが、カメラ撮像範囲を変更する手法はこれに限定されるものではなく、カメラ１２の画角を予め一定に固定したうえで、その撮像画像全体のうちで画像処理範囲の大きさや位置を適宜変更して、カメラ１２の撮像範囲をソフト的に変更し得るものとしてもよい。かかる変形例においても、上記の実施例と同様の効果を得ることが可能となる。
【００５３】
また、上記の実施例においては、カメラ１２の撮像画像を用いて検出した車両運転者の顔向き角度θの情報を、自車両と前方障害物との衝突予測を補正するために用いているが、本発明はこれに限定されるものではなく、単に正面方向からの顔向き角度θの大きさに応じて警報を発するシステム、すなわち、顔向き角度θが所定の角度以下であるときには警報を発しないが、その顔向き角度θが所定の角度を超えるときには車両運転者に対して警報を発するシステムに用いることとしてもよい。
【００５４】
また、上記の実施例においては、カメラ１２の撮像画像を画像処理することにより車両運転者の顔向き角度θを検出するが、カメラ１２の撮像画像を用いて検出する運転者の状態は顔向き角度θに限定されるものではなく、運転者の顔における目の向く視線方向や表情，瞬き，欠伸，居眠りなどを検出するものであってもよい。また、運転者の顔の各部の状態に基づいて正規の車両使用者を認証するものであってもよい。
【００５５】
更に、上記の実施例においては、各ポジションセンサ３０〜３６をＣＡＮバス２８に接続させると共に、その各出力信号を車間制御ＥＣＵ２６に供給して各位置を検出させたうえで、各位置の情報を車間制御ＥＣＵ２６からカメラＥＣＵ２４へ供給させるシステムを用いているが、本発明はこれに限定されるものではなく、各ポジションセンサ３０〜３６を直接にカメラＥＣＵ２４に接続させて、各位置の情報を各ポジションセンサ３０〜３６から直接にカメラＥＣＵ２４へ供給させるものであってもよい。また、すべてのポジションセンサ３０〜３６で一つの通信ネットワークを構成したうえで、その通信ネットワークと顔向きＥＣＵ２４を含む通信ネットワーク（本実施例の如く車間制御ＥＣＵ２６を介したものでもよい。）とをゲートウェイを介して接続させて、各位置の情報をゲートウェイを通じてカメラＥＣＵ２４へ供給させるものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の一実施例である乗員撮像装置を備えるシステムの構成図である。
【図２】本実施例の有する車載カメラの搭載構造を示す図である。
【図３】本実施例において位置検出される対象の位置を模式的に表した図である。
【図４】位置調整可能なステアリングコラムにカメラが配設される場合に生じ得る不都合を説明するための図である。
【図５】本実施例の乗員撮像装置において用いられる、カメラと車両運転者の頭部との直線距離Ｌと、カメラのズーム率Ｚとの関係をマップとして表した図である。
【図６】本実施例の乗員撮像装置において実行される制御ルーチンの一例のフローチャートである。
【符号の説明】
【００５７】
１０  乗員撮像装置
１２  カメラ
２４  カメラＥＣＵ
３０  チルト・テレスコポジションセンサ
３２  第１シートポジションセンサ
３４  第２シートポジションセンサ
３６  ヘッドレストポジションセンサ
３８  運転席シート
【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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