(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の座席に着座した乗員を拘束するシートベルトを一定の条件下に緊張し叉は巻取って、乗員の拘束性を高めるシートベルト緊張装置であって、
乗員のシートベルト装着状態を撮影する装着状態監視手段と、
前記一定の条件を満たした場合であっても、更に、撮影された前記乗員のシートベルトの装着状態の画像から乗員とシートベルトのパターンを抽出し、両パターンの状態に基づいて、シートベルトの緊張叉は巻取りを行うかどうかを判断する判断手段と、
を備えるシートベルト緊張装置。
【請求項２】
前記装着状態監視手段は、前記シートベルトを装着している乗員を撮像する撮像装置である、ことを特徴とする請求項１に記載のシートベルト装置。
【請求項３】
前記判別手段は、前記撮像装置からの画像を輪郭抽出処理し、正規化処理して得られたパターンを、予め保持された種々のシートベルト装着状態の基準パターンと比較して、近似するパターンを判別する、ことを特徴とする請求項２に記載のシートベルト装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両の乗員を座席に拘束して保護するシートベルトを一定条件下に緊張させて乗員保護の向上を図るシートベルト緊張装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、車両事故から乗員を保護するために、車両衝突の瞬間にシートベルトを締め上げて（緊張）乗員を座席に拘束するようにしたシートベルト緊張装置が提案されている（例えば、特開昭４９−６１８２２号、実開平６−３５０６１号）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、乗員が正しくシートベルトを装着していないと、自動的なシートベルトの緊張は不具合をもたらすことも考えられる。例えば、乗員の頚部にシートベルトが掛っていたりすると、頚部を傷つけることも考えられる。また、衝突予知機能などによって衝突の可能性が高まったときに、事前にシートベルトを巻上げるあるいは緊張することが考えられる。このような安全機構を導入した場合に、乗員が上着の内ポケットに手を入れていたりすると、手がシートベルトに挟まれてハンドル操作による危険の回避を妨げることが考えられる。
【０００４】
よって、本発明は、シートベルトの緊張を自動的に開始するときに安全を確認してからシートベルトの緊張を行うようにしたシートベルト緊張装置を提供することを目的とする。
【０００５】
また、本発明は、シートベルトの巻取りを自動的に開始するときに安全を確認してからシートベルトの巻取りを行うようにしたシートベルト巻取り装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため本発明は、車両の座席に着座した乗員を拘束するシートベルトを一定の条件下に緊張し叉は巻取って、乗員の拘束性を高めるシートベルト緊張装置において、乗員のシートベルト装着状態を監視する装着状態監視手段(61)と、上記一定の条件を満たした場合であっても、更に、シートベルトの装着状態を見てシートベルトの緊張叉は巻取りを行うかどうかを判断する判断手段(50a)と、を備える。
【０００７】
かかる構成とすることによって、正しくシートベルトが着装されていない場合や乗員を拘束するのが好ましくない場合に、シートベルトの自動的な緊張あるいは巻取りを回避することが可能となって具合がよい。
【０００８】
好ましくは、乗員のシートベルトの使用状態は、撮像装置によって着座状態の画像データを得て、該画像データの解析によってシートベルトを緊張あるいは巻取りを行うのが適当かどうかを判別する。画像データ解析を行うことによって種々の状態の判別や学習などが可能となって具合がよい。
【０００９】
好ましくは、画像データの解析は、パターンマッチング法などのパターン認識の技術によって行われる。
【００１０】
好ましくは、撮像装置は乗員前方の車室内ルーフに設けられるが、これに限定されるものではない。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１２】
図１は、車室内の様子を概略的に示している。同図において、１２は車室内の床に取付けられた座席、１３は車両側壁に取付けられたシートベルト巻取装置であり、モータによってシートベルト１５の巻取を行う電動リトラクタ機構（図示せず）を内蔵する。６４は電動リトラクタ機構を制御部５０ｂからの指令に応じて作動させるリトラクタ機構駆動回路、１４は車両側壁に取付けられてシートベルトを折返すスルー部材である。１６はシートベルトを挿通するタングプレート、１８はタングプレートと連結自在なバックルである。バックル１８の内部にはタングプレートとバックルとの連結を検知するバックルスイッチＳが内蔵される。１９はシートベルト１５の一端を保持するアンカープレート、２０は火薬あるいはガス膨張式緊張装置、６５は緊張装置２０を制御部５０ｂからの指令に応じて作動させる緊張装置駆動回路である。１３〜１９がシートベルト装置に相当する。
【００１３】
６１は乗員を撮影するために車室内前方のルーフ部等に設けられる、ＣＣＤ素子等によって構成される小型の撮像装置である。５０ａは撮影した画像データを解析してシートベルトの装着状態を判断する判断部、６２は車両の速度変化を検出する加速度センサ、６３はレーザレーダ、超音波レーダ、電磁波レーダ等の探知機構によって前方の車両との車間距離を測定する車間距離センサ、５０ｂは、バックルスイッチＳにより、シートベルトの装着の有無を判別する。また、加速度センサ６２及び車間距離センサ６３の出力に基づいて衝突、前方車両との接近を判別し、シートベルトが正常に装着されている場合に駆動回路６４叉は６５を動作させてシートベルトの急な叉は緩やかな緊張を行う制御部である。急な緊張は緊張機構２０によって行われる。緩やかな緊張は巻取装置１３内の電動リトラクタによって行われる。
【００１４】
図２は、判断部５０ａ及び制御部５０ｂを構成するマイクロコンピュータシステム５０の概略を説明するブロック図である。マイクロコンピュータシステム５０は、制御プログラム、制御データ、パターンマッチング用データ等を記憶するＲＯＭ５１、プログラム、データ、各種フラグデータ、画像データを保持するＲＡＭ５２、演算処理を行うＣＰＵ５３、入出力インタフェース５４、画像入力インタフェース５５、データバス５６等によって構成される。
【００１５】
入出力インタフェース５４は、加速度センサ６２から供給される加速度信号、車間距離センサから供給される車間距離信号をデータ変換してＤＭＡ動作によってＲＡＭ５２の所定エリアに書込み、バックルスイッチＳからの閉成信号を受けてシートベルト装着フラグを設定し、また、ＣＰＵが出力した信号をシートベルト緊張信号やシートベルト巻取信号としてそれぞれ駆動回路６４及び６５に供給する。画像入力インタフェース５５は、撮像装置６１から周期的に送られてくるフレームデータをＤＭＡ動作によってＲＡＭ５２の画像データエリアに書込む。
【００１６】
なお、マイクロコンピュータシステム５０は、１チップ構成のいわゆるマイクロコントローラによって構成することが可能である。
【００１７】
図３は、判断部５０ａの動作を説明するフローチャートである。画像入力インタフェース５５は、撮像装置６１から転送された１フレーム相当の画像データをＲＡＭ５０の画像データ処理エリアに書込み、ＲＡＭ５２のフラグ領域（フラグレジスタ）の画像取込みフラグをオンに設定する。ＣＰＵ５３は、図示しないメインプログラムを実行して周期的にフラグレジスタを監視し、画像データの書込みを知ると、ベルト装着状態判別ルーチンを実行する。実施例では、ベルト装着状態をパターン認識によって判別しているが、他の方法によってよっても良い。
【００１８】
まず、ＣＰＵ５３は、サンプル画像の輪郭抽出処理を行い、乗客の頭部、頚部、肩部、胸部、腕部、腰部、股部等の輪郭（形状）を抽出する。また、シートベルトの輪郭（形状）も抽出する（Ｓ２２）。次に、乗客とシートベルトの輪郭の画像を正規化し、予めＲＯＭ５１に保持された複数のシートベルト装着状態の基準パターンと比較する。そして、最もサンプルの形状パターンが近似する基準パターンを判別する（Ｓ２４）。複数の基準パターンには、複数の正常な着装状態のパターン、複数の異常な着装状態のパターン、例えば、ベルトが乗客の首近辺に在るもの、ベルトに腕が拘束されている（ベルトの内側に腕が在る）もの等が用意されている。ＣＰＵ５３は、サンプルの形状パターンと近似する基準パターンがシートベルトの安全な装着状態かどうかを判別する（Ｓ２６）。
【００１９】
なお、カラーの撮像装置６１を用いた場合には、シートベルトの色をパターン判別の条件に加えることが可能である。また、シートベルトの存在及び締結状態を判別容易にするための印（マーク、模様、色分け）をベルトに付しておき、ＲＯＭのデータベースにこの印を予め記憶して、部分的にパターンマッチングを行えるようにしても良い。この印を追跡することによってベルトの延在状態を知ることが可能となる。
【００２０】
パターン認識は、上記の画像の輪郭のパターンマッチング法に限られない。例えば、シートベルトのパターンの横、斜め（右下・下がり、左下・下がり）等の方向性、シートベルト展張のゆがみ、等のシートベルトの装着状態に対応した特徴を示す特徴パラメータを抽出しそれにより、ベルト装着状態の適正を判別することとしても良い。
【００２１】
安全と判別した場合には（Ｓ２６；Ｙｅｓ）、フラグレジスタにベルト緊張を許容するベルト緊張許可フラグをオンに設定する。安全でないと判別した場合には（Ｓ２６；Ｎｏ）、フラグレジスタのベルト緊張許可フラグをオフに設定する（Ｓ３０）。ＣＰＵ５３は画像処理を終えたので、画像取込みフラグをオフに設定して次の画像データの書込み検出を可能とし、メインプログラムに戻る。
【００２２】
図４は、シートベルトの緊張処理を説明するフローチャートである。入出力インタフェース５４は、加速度センサ６２から供給される加速度信号がノイズ除去の閾値レベルを超えると、信号値をＲＡＭ５２に書込み、フラグレジスタの加速度読込みフラグをオンに設定する。また、割込み信号をＣＰＵ５３に供給する。
【００２３】
ＣＰＵ５３は割込み処理を行う。ＣＰＵ５３はフラグレジスタのアドレスにジャンプし、フラグレジスタの加速度読込みフラグがオンになっていることを判別して、加速度信号値を読込む（Ｓ４２）。信号値にデータ処理が必要な場合には、信号処理を行って推定される加速度（あるいは衝撃力）を計算する（Ｓ４４）。
【００２４】
加速度（あるいは衝撃力）が衝突と判別する基準値を超えるかどうかを判別する（Ｓ４６）。衝突と判別しないときは（Ｓ４６；非衝突）、加速度読込みフラグをオフに設定して、割込み前の処理に戻る。
【００２５】
衝突と判別したときは（Ｓ４６；衝突）、フラグレジスタを参照し、ベルト緊張許可フラグがオン（許可）かどうかを判別する（Ｓ４８）。ベルト緊張許可フラグがオフの場合（Ｓ４８；不許可）、ベルト緊張を行わずに、加速度読込みフラグをオフに設定して、割込み前の処理に戻る。
【００２６】
ベルト緊張許可フラグがオンの場合（Ｓ４８；許可）、ＣＰＵ５３は、入出力インタフェース５４を介してシートベルト緊張信号を駆動回路（シートベルト緊張回路）６５に供給し、ベルト緊張装置２０の火薬に点火等して、乗客を座席に素早く拘束する（Ｓ５０）。その後、加速度読込みフラグをオフに設定して、割込み前の処理に戻る。従って、シートベルトの着装状態が正常な場合にベルト緊張が行われる。
【００２７】
図５は、シートベルトの巻取処理を説明するフローチャートである。入出力インタフェース５４は、車間距離センサ６３から供給される車間距離信号の値をＲＡＭ５２に書込み、フラグレジスタの車間距離読込みフラグをオンに設定する。また、割込み信号をＣＰＵ５３に供給する。
【００２８】
ＣＰＵ５３は、割込み信号に対応してフラグレジスタのアドレスにジャンプし、割込み処理を行う。フラグレジスタの車間距離読込みフラグがオンになっていることを判別して、ＲＡＭ５２の所定領域から車間距離信号値を読込む（Ｓ５２）。なお、車間距離読込みフラグと加速度読込みフラグか共にオン状態であるときは、ベルト緊張処理を優先する。信号値にデータ処理が必要な場合には、信号処理を行って推定される車間距離を計算する（Ｓ５４）。
【００２９】
車間距離が予め定められた前方車両との安全距離以下であるかどうかを判別する（Ｓ５６）。安全距離と判別したときは（Ｓ５６；非接近）、車間距離読込みフラグをオフに設定して、割込み前の処理に戻る。
【００３０】
安全距離以下と判別したときは（Ｓ５６；接近）、フラグレジスタを参照し、ベルト緊張許可フラグがオン（許可）かどうかを判別する（Ｓ５８）。ベルト緊張許可フラグがオフの場合（Ｓ５８；不許可）、ベルト巻取を行わずに、車間距離読込みフラグをオフに設定して、割込み前の処理に戻る。
【００３１】
ベルト緊張許可フラグがオンの場合（Ｓ５８；許可）、ＣＰＵ５３は、入出力インタフェース５４を介してシートベルト巻取信号を駆動回路（シートベルト巻取回路）６４に供給し、ベルト巻取装置１３内のベルト巻取機構のモータに駆動電源を供給し、ベルトを巻上げて、乗客を座席に拘束する（Ｓ５０）。その後、車間距離読込みフラグをオフに設定して、割込み前の処理に戻る。従って、シートベルトの着装状態が正常な場合にシードベルト巻取が行われる。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のシートベルト緊張装置においては、乗員のシートベルトの装着状態を判別してシートベルトの緊張あるいは巻取り行うので、乗員の保護安全上好ましい。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の全体構成を説明するブロック図である。
【図２】図２は、判断部５０ａ及び制御部５０ｂを構成するマイクロコンピュータシステムの構成例を説明するブロック図である。
【図３】図３は、ベルト装着状態を判別する制御アルゴリズムをへ説明するフローチャートである。
【図４】図４は、ベルト緊張処理のアルゴリズムを説明するフローチャートである。
【図５】図５は、ベルト巻取り処理のアルゴリズムを説明するフローチャートである。
【符号の説明】
１５    シートベルト
１３    シートベルト巻取装置
２０    緊張装置（シリンダ）
５０ａ  判断部
５０ｂ  制御部
６２    加速度センサ
６３    車間距離センサ
６４    巻取りモータ駆動回路
６５    緊張装置駆動回路
【図１】
0004051153.tif 000002
【図２】
0004051153.tif 000003
【図３】
0004051153.tif 000004
【図４】
0004051153.tif 000005
【図５】
0004051153.tif 000006