(57)【要約】【課題】昼夜を問わず、また外乱光の影響を受けることなくヘッドレストの位置制御を行うことができるヘッドレスト装置を提供する。【解決手段】車両シートに着座した乗員Ａの頭部Ｂの後傾を抑止するヘッドレスト２１を備え、該ヘッドレスト２１の位置を制御するように構成してあるヘッドレスト装置に、乗員Ａを撮像する遠赤外線撮像装置１２と、遠赤外線撮像装置１２が撮像して得た遠赤外画像に基づいて乗員Ａの頭部Ｂの位置を検出する手段と、ヘッドレスト２１の位置を検出する手段と、検出された頭部Ｂ及びヘッドレスト２１の位置に基づいて、頭部Ｂ及びヘッドレスト２１の相対位置が所定の位置関係になるようにヘッドレスト２１の位置を制御する制御装置１１とを備える。【選択図】図１
2009067096.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両シートに着座した乗員の頭部の後傾を抑止するヘッドレストの位置制御を行うヘッドレスト制御装置において、
遠赤外線撮像装置が撮像して得た遠赤外画像に基づいて、乗員の頭部の位置を検出する手段と、
前記ヘッドレストの位置を示す位置情報を取得する手段と、
検出された頭部の位置及び取得した位置情報が示すヘッドレストの位置に基づいて、頭部及び前記ヘッドレストの相対位置が所定の位置関係になるように前記ヘッドレストの位置を制御する制御信号を出力する制御手段と
を備えることを特徴とするヘッドレスト制御装置。
【請求項２】
車両シートに着座した乗員の頭部の後傾を抑止するヘッドレストの位置制御を行うヘッドレスト制御装置において、
一の遠赤外線撮像装置が撮像して得た遠赤外画像からエッジ点を抽出する手段と、
複数の連結したエッジ点からなるエッジグループを特定する手段と、
特定されたエッジグループを含む画像領域を複数の小領域に分割する手段と、
エッジ点を含む分割された小領域に対応する対応領域を、他の遠赤外線撮像装置が撮像して得た遠赤外画像から特定する手段と、
前記小領域及び対応領域の視差が略等しい画像領域を特定する手段と、
特定された該画像領域から頭部及び前記ヘッドレストを検出する手段と、
検出された頭部及び前記ヘッドレストの位置に基づいて、頭部及び前記ヘッドレストの相対位置が所定の位置関係になるように前記ヘッドレストの位置を制御する制御信号を出力する制御手段と
を備えることを特徴とするヘッドレスト制御装置。
【請求項３】
ヘッドレストの位置調整が可能な所定の調整可能範囲内に、検出された頭部の位置があるか否かを判定する判定手段を備え、
前記制御手段は、
前記判定手段が調整可能範囲内にあると判定した場合、前記ヘッドレストの位置を制御する制御信号を出力する手段と、
前記判定手段が調整可能範囲外にあると判定した場合、前記制御信号の出力を停止させる手段と
を備えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のヘッドレスト制御装置。
【請求項４】
車両シートに着座した乗員の頭部の後傾を抑止するヘッドレストを備え、該ヘッドレストの位置を制御するように構成してあるヘッドレスト装置において、
乗員を撮像する遠赤外線撮像装置と、
該遠赤外線撮像装置が撮像して得た遠赤外画像に基づいて、乗員の頭部の位置を検出する手段と、
前記ヘッドレストの位置を検出する手段と、
検出された頭部及び前記ヘッドレストの位置に基づいて、頭部及び前記ヘッドレストの相対位置が所定の位置関係になるように前記ヘッドレストの位置を制御する制御手段と
を備えることを特徴とするヘッドレスト装置。
【請求項５】
車両シートに着座した乗員の頭部の後傾を抑止するヘッドレストの位置制御を行うヘッドレスト制御方法において、
乗員を遠赤外線にて撮像するステップと、
撮像して得た遠赤外画像に基づいて、乗員の頭部の位置を検出するステップと、
前記ヘッドレストの位置を検出するステップと、
検出された頭部及び前記ヘッドレストの位置に基づいて、頭部及び前記ヘッドレストの相対位置が所定の位置関係になるように前記ヘッドレストの位置を制御するステップと
を有することを特徴とするヘッドレスト制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヘッドレストの位置制御を行うヘッドレスト制御装置、ヘッドレスト装置、及びヘッドレスト制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両の後突時（後方車両による被追突時）の乗員のむち打ち傷害を軽減するヘッドレスト装置が実用化されている（例えば、特許文献１）。ヘッドレスト装置は、車両シートの背もたれに設けられた枕状のヘッドレストによって、車両シートに着座した乗員の頭部の後傾を抑止し、むち打ち傷害を軽減することができる。
【０００３】
また、ヘッドレストをモータ駆動することができるアクティブヘッドレストが提案されている。アクティブヘッドレストは、後突時にヘッドレストを頭部に接近移動させることによって、頭部の後傾を効果的に抑止することができ、むち打ち傷害を軽減することができる。
【０００４】
更に、ヘッドレストの精密な位置調節を低コストで実現するヘッドレスト装置、及びヘッドレスト制御方法が提案されている。具体的には、静電容量型の頭部検出器をヘッドレストに備え、該頭部検出器によって、着座した乗員の頭部とヘッドレストとの相対位置を検出し、ヘッドレストを乗員の頭部位置に向けて近接移動させるように構成されている。ところが、静電容量型の頭部検出器は、ヘッドレストに接近した頭部を検出するものであるため、ヘッドレストと頭部との相対距離を正確に検出してヘッドレストを駆動することができない場合がある。
【０００５】
この問題を解決すべく、可視光にて乗員を撮像するＣＣＤイメージセンサにて頭部位置を検出し、より好適にヘッドレストの近接移動を行うことを可能にしたヘッドレスト装置が提案されている。
【特許文献１】特許第２６６９５８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、ＣＣＤイメージセンサは可視光にて乗員を撮像する素子であるため、夜間においては乗員を撮像できず、ヘッドレストの位置制御を行うことができないという問題があった。
また、太陽、ヘッドライト等の外乱光が車内に入射した場合、頭部の撮像が困難になり、ヘッドレストの位置制御を誤る虞があった。
【０００７】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、昼夜を問わず、また外乱光の影響を受けることなくヘッドレストの位置制御を行うことができるヘッドレスト制御装置、ヘッドレスト装置、及びヘッドレスト制御方法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】
【０００８】
第１発明に係るヘッドレスト制御装置は、車両シートに着座した乗員の頭部の後傾を抑止するヘッドレストの位置制御を行うヘッドレスト制御装置において、遠赤外線撮像装置が撮像して得た遠赤外画像に基づいて、乗員の頭部の位置を検出する手段と、前記ヘッドレストの位置を示す位置情報を取得する手段と、検出された頭部の位置及び取得した位置情報が示すヘッドレストの位置に基づいて、頭部及び前記ヘッドレストの相対位置が所定の位置関係になるように前記ヘッドレストの位置を制御する制御信号を出力する制御手段とを備えることを特徴とする。
【０００９】
第２発明に係るヘッドレスト制御装置は、車両シートに着座した乗員の頭部の後傾を抑止するヘッドレストの位置制御を行うヘッドレスト制御装置において、一の遠赤外線撮像装置が撮像して得た遠赤外画像からエッジ点を抽出する手段と、複数の連結したエッジ点からなるエッジグループを特定する手段と、特定されたエッジグループを含む画像領域を複数の小領域に分割する手段と、エッジ点を含む分割された小領域に対応する対応領域を、他の遠赤外線撮像装置が撮像して得た遠赤外画像から特定する手段と、前記小領域及び対応領域の視差が略等しい画像領域を特定する手段と、特定された該画像領域から頭部及び前記ヘッドレストを検出する手段と、検出された頭部及び前記ヘッドレストの位置に基づいて、頭部及び前記ヘッドレストの相対位置が所定の位置関係になるように前記ヘッドレストの位置を制御する制御信号を出力する制御手段とを備えることを特徴とする。
【００１０】
第３発明に係るヘッドレスト制御装置は、ヘッドレストの位置調整が可能な所定の調整可能範囲内に、検出された頭部の位置があるか否かを判定する判定手段を備え、前記制御手段は、前記判定手段が調整可能範囲内にあると判定した場合、前記ヘッドレストの位置を制御する制御信号を出力する手段と、前記判定手段が調整可能範囲外にあると判定した場合、前記制御信号の出力を停止させる手段とを備えることを特徴とする。
【００１１】
第４発明に係るヘッドレスト装置は、車両シートに着座した乗員の頭部の後傾を抑止するヘッドレストを備え、該ヘッドレストの位置を制御するように構成してあるヘッドレスト装置において、乗員を撮像する遠赤外線撮像装置と、該遠赤外線撮像装置が撮像して得た遠赤外画像に基づいて、乗員の頭部の位置を検出する手段と、前記ヘッドレストの位置を検出する手段と、検出された頭部及び前記ヘッドレストの位置に基づいて、頭部及び前記ヘッドレストの相対位置が所定の位置関係になるように前記ヘッドレストの位置を制御する制御手段とを備えることを特徴とする。
【００１２】
第５発明に係るヘッドレスト制御方法は、車両シートに着座した乗員の頭部の後傾を抑止するヘッドレストの位置制御を行うヘッドレスト制御方法において、乗員を遠赤外線にて撮像するステップと、撮像して得た遠赤外画像に基づいて、乗員の頭部の位置を検出するステップと、前記ヘッドレストの位置を検出するステップと、検出された頭部及び前記ヘッドレストの位置に基づいて、頭部及び前記ヘッドレストの相対位置が所定の位置関係になるように前記ヘッドレストの位置を制御するステップとを有することを特徴とする。
【００１３】
第１、第４及び第５発明にあっては、遠赤外線撮像装置が乗員を撮像し、撮像して得た遠赤外画像に基づいて頭部の位置を検出する。遠赤外線にて乗員を撮像することにより、昼夜を問わず、また外乱光の影響を受けることなく、乗員の頭部の鮮明な画像を得ることができ、頭部の位置を正確に検出することができる。
そして、ヘッドレストの位置を示す情報を取得して、ヘッドレストの位置を検出する。ヘッドレストは遠赤外線を十分に発しないため、遠赤外画像ではヘッドレストの位置を検出できないためである。
次いで、検出された頭部とヘッドレストとの相対位置が所定の位置関係、つまり頭部の後傾を抑止することができる位置関係になるようにヘッドレストの位置を制御する。以上の処理によって、昼夜を問わず、また外乱光の影響を受けないヘッドレストの位置制御が可能になる。
なお、本発明に係るヘッドレスト制御装置における遠赤外線撮像装置は必須の構成要件ではなく、ヘッドレスト制御装置には、遠赤外線撮像装置を備えたヘッドレスト制御装置と、遠赤外線撮像装置を備えないヘッドレスト制御装置とが含まれる。
【００１４】
第２発明にあっては、複数の遠赤外線撮像装置が乗員の頭部を撮像する。複数の遠赤外線撮像装置にて乗員を撮像することにより、実空間における頭部及びヘッドレストの位置を検出することができる。また、遠赤外線にて乗員を撮像することにより、昼夜を問わず、また外乱光の影響を受けることなく、乗員の頭部の鮮明な画像を得ることができ、頭部の位置を正確に検出することができる。
次いで、一方の遠赤外画像からエッジを抽出する。単純な閾値処理では低温のヘッドレストを検出できない場合があるが、エッジを抽出することにより、ヘッドレストの輪郭を検出することは可能である。但し、抽出されたエッジには、頭部のエッジとヘッドレストのエッジとが混在している状態である。
そこで、連結した複数のエッジ点からなるエッジグループを含む画像領域を複数の小領域に分割し、各小領域に対応する対応領域を他方の遠赤外画像から特定し、小領域と対応領域との視差が略等しい画像領域を特定する。特定された画像領域は、夫々頭部及びヘッドレストの候補と考えられ、特定された画像領域から頭部及びヘッドレストを検出することができる。
次いで、検出された頭部とヘッドレストとの相対位置が所定の位置関係、つまり頭部の後傾を抑止することができる位置関係になるようにヘッドレストの位置を制御する。以上の処理によって、昼夜を問わず、また外乱光の影響を受けないヘッドレストの位置制御が可能になる。
【００１５】
第３発明にあっては、頭部の位置がヘッドレストの位置調整が可能な所定の調整可能範囲内にあるか否かを判定する。頭部が調整可能範囲内にない場合にヘッドレストが無理に移動すると、むち打ち傷害を助長する虞がある。そこで、制御手段は、頭部が調整可能範囲内に位置していると判定された場合、ヘッドレストを移動させ、位置調整範囲内にないと判定された場合、ヘッドレストの移動を停止させる。従って、ヘッドレストの無駄な動作を省くことができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、遠赤外線撮像装置にて乗員の頭部を撮像して、頭部の位置を検出することにより、昼夜を問わず、また外乱光の影響を受けることなくヘッドレストの位置制御を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係るヘッドレスト装置を概念的に示す説明図、図２はヘッドレスト装置の構成を示すブロック図である。本発明の実施の形態１に係るヘッドレスト装置は、遠赤外線にて、乗員Ａの頭部Ｂの位置を検出することにより、昼夜を問わず、また外乱光の影響を受けることなくヘッドレスト２１の位置制御を行うことを可能にしたものである。ヘッドレスト装置は、後突時における頭部Ｂの後傾を抑止するヘッドレスト２１と、ヘッドレスト２１を移動させる前後動駆動部２２及び上下動駆動部２３と、ヘッドレスト２１の位置を検出するヘッドレスト位置検出部５と、各構成部の動作を制御するヘッドレスト制御装置１とを備えている。
【００１８】
ヘッドレスト２１は、枕状をなし、分離移動可能なヘッドレスト前半体２１ｂとヘッドレスト後半体２１ａとから構成されている。ヘッドレスト後半体２１ａの下部には下方へ突出した一対の連結脚２４が設けられており、連結脚２４は車両シート２５の背もたれ部分の上端部に進退可能に挿嵌している。また、ヘッドレスト２１は、ヘッドレスト後半体２１ａ及びヘッドレスト前半体２１ｂを連結し、ヘッドレスト前半体２１ｂをヘッドレスト後半体２１ａに対して前後方向へ移動させるリンク機構を備えている。なお、前後方向は、車両の前方及び後方を意味している。
【００１９】
前後動駆動部２２は、リンク機構を駆動する図示しないモータ、モータ駆動回路等を備えており、モータの回転力によってヘッドレスト前半体２１ｂを前後方向に移動させる。
上下動駆動部２３は、連結脚２４を上下方向へ移動させる歯車機構、モータ、モータ駆動回路等を備えており、モータの回転力によってヘッドレスト２１を上下方向に移動させる。
【００２０】
図３は、ヘッドレスト２１の移動状態を概念的に示す説明図である。図３（ａ）は、白抜き矢印で示すように、ヘッドレスト２１が上下移動した状態を示している。初期位置にあるヘッドレスト２１は二点鎖線で示されており、上下動駆動部２３が駆動した場合、連結脚２４と共にヘッドレスト２１が上方へ移動する。初期位置から上方へ移動したヘッドレスト２１は実線で示されている。
図３（ｂ）は、ヘッドレスト２１が前後移動した状態を示している。初期位置にあるヘッドレスト２１、特にヘッドレスト前半体２１ｂは二点鎖線で示されており、前後動駆動部２２が駆動した場合、白抜き矢印で示すように、ヘッドレスト前半体２１ｂは前方へ移動する。初期位置から前方へ移動したヘッドレスト前半体２１ｂは実線で示されている。
【００２１】
ヘッドレスト制御装置１は、車両シート２５に着座した乗員Ａを撮像する制御装置１１及び遠赤外線撮像装置１２を備えている。
【００２２】
図４は、遠赤外線撮像装置１２の構成を示すブロック図である。遠赤外線撮像装置１２は、車室内の適宜箇所に設置されており、乗員Ａを側面から撮像することができる姿勢で固定されている。
【００２３】
遠赤外線撮像装置１２は撮像部１２ａ、信号処理部１２ｂ、一時記憶用の画像メモリ１２ｃ及び映像出力部１２ｄを備えており、各構成部は配線１２ｅにて接続されている。
【００２４】
撮像部１２ａは、遠赤外線透過性のレンズを備えている。該レンズの背面側には波長が７〜１４μｍの遠赤外線にて乗員Ａを撮像、つまりレンズにて結像した像を輝度信号に光電変換する遠赤外線撮像素子、例えばサーモパイル、焦電素子、ボロメータがマトリクス状に配されている。撮像部１２ａは、連続的又は断続的に撮像処理を行い、例えば１秒当たり３０枚の画像データ（画像フレーム）を生成して信号処理部１２ｂへ出力する。
【００２５】
信号処理部１２ｂは、輝度信号をデジタルの画像データにＡＤ変換する。そして、信号処理部１２ｂは、ＡＤ変換された画像データに対して各種補正処理を実行し、映像出力部１２ｄに接続されたケーブルを介して該画像データを制御装置１１へ送信する。
【００２６】
なお、画像を構成する各画素は、二次元に配列されており、画像データは、平面直角座標系にて示される各画素の位置、及び階調値として示される各画素の輝度を示すデータ（輝度値）を含んでいる。
【００２７】
図５は、制御装置１１の構成を示すブロック図である。制御装置１１は、ＣＰＵ１１ａ、画像メモリ１１ｂ、ＲＡＭ１１ｃ、映像入力部１１ｄ、及び通信インタフェース部１１ｅを備えている。
【００２８】
映像入力部１１ｄには、ケーブルを介して遠赤外線撮像装置１２が接続されており、遠赤外線撮像装置１２から送信された画像データの入力を行う。映像入力部１１ｄに入力された画像データは、１フレーム単位で順に画像メモリ１１ｂに記憶される。
【００２９】
通信インタフェース部１１ｅには、前後動駆動部２２、上下動駆動部２３、ヘッドレスト位置検出部５、及び後突判断部３が接続されている。
【００３０】
ヘッドレスト位置検出部５は、ヘッドレスト２１の位置を検出し、ヘッドレスト２１の位置を示す情報をＣＰＵ１１ａに与える。例えば、ヘッドレスト位置検出部５は、車両シート２５の位置を検出するセンサと、車両シート２５に対するヘッドレスト後半体２１ａの位置を検出するセンサと、ヘッドレスト後半体２１ａに対するヘッドレスト前半体２１ｂの位置を検出するセンサとを備えており、各センサの検出結果に基づいて、ヘッドレスト２１、特にヘッドレスト前半体２１ｂの位置を検出するように構成されている。
【００３１】
後突判断部３には後方車両の位置及び相対速度を検出するミリ波レーダ４が接続されており、後突判断部３はミリ波レーダ４にて検出された後方車両の位置及び相対速度に基づいて後突の可能性の有無を判断する。後突判断部３は、後突の可能性ありと判断した場合、後突信号を制御装置１１へ出力する。
なお、後方車両の位置及び相対速度を検出する装置としてミリ波レーダ４を例示したが、ミリ波レーダ４に代えてレーザーレーダ、超音波センサ、可視カメラ、赤外線カメラ等を用いても良い。
【００３２】
図６及び図７は、ヘッドレスト２１の駆動に係るＣＰＵ１１ａの処理手順を示すフローチャートである。ＣＰＵ１１ａは、衝突信号の受信にかかわらず、遠赤外線撮像装置１２から送信された画像データを常時取得し、取得した画像データを画像メモリ１１ｂに書き込むことによって画像データの内容を常に最新のものに更新している。ＣＰＵ１１ａは、後突判断部３が後突の可能性があることを示す後突信号を受信した場合、画像メモリ１１ｂから画像データを読み出す（ステップＳ１１）。
【００３３】
図８は、遠赤外画像を概念的に示す説明図である。Ｘ軸は、遠赤外画像の水平方向を示しており、Ｙ軸は、遠赤外画像の垂直方向を示している。ハッチングが付された円形部分は頭部Ｂの画像であり、一点鎖線で示された略矩形部分はヘッドレスト２１を示している。頭部Ｂの温度は周囲温度に比べて高いため、車両シート２５に乗員Ａが着座している場合、頭部Ｂが明瞭に撮像される。しかし、ヘッドレスト２１の温度は周辺温度と略同一であるため、ヘッドレスト２１は明瞭に撮像されない。
【００３４】
次いで、ＣＰＵ１１ａは、読み出した画像データに基づいて、遠赤外画像における頭部Ｂ位置の座標を算出する（ステップＳ１２）。
【００３５】
図９は、遠赤外画像における頭部Ｂ及びヘッドレスト２１の位置を概念的に示す説明図、図１０はヘッドレストの移動状態を概念的に示す説明図である。図９（ａ）は、Ｘ軸方向、つまり車両の前後方向における頭部Ｂ位置及びヘッドレスト２１位置の座標を示しており、図９（ｂ）は、Ｙ軸方向、つまり車両の上下方向における頭部Ｂ位置及びヘッドレスト位置の座標を示している。ＣＰＵ１１ａは、例えば閾値処理によって頭部Ｂの画像領域を抽出し、射影演算によって頭部ＢのＸ軸方向における右端、即ち頭部Ｂの後端位置の座標ｘ１を算出する。また、ＣＰＵ１１ａは、射影演算によって頭部ＢのＹ軸方向における上端位置の座標ｙ１を算出する。
【００３６】
次いで、ＣＰＵ１１ａは、ヘッドレスト２１の位置情報を取得し（ステップＳ１３）、遠赤外画像におけるヘッドレスト２１位置の座標を算出する（ステップＳ１４）。ＣＰＵ１１ａは、図９に示すように、例えば遠赤外画像におけるヘッドレスト２１の位置、特にＸ軸方向におけるヘッドレスト２１左端、即ちヘッドレスト２１の前方端の位置の座標ｘ２を算出する。また、ＣＰＵ１１ａは、ヘッドレスト２１の上端位置の座標ｙ２を算出する。
【００３７】
次いで、ＣＰＵ１１ａは、算出された頭部Ｂがヘッドレスト２１の調整可能範囲にあるか否かを判定する（ステップＳ１５）。調整可能範囲内にあるか否かを判定するための情報はＣＰＵ１１ａが記憶している。調整可能範囲外にあると判定した場合（ステップＳ１５：ＮＯ）、ＣＰＵ１１ａは、駆動制御信号の出力を停止させ、前後動駆動部２２及び上下動駆動部２３によるヘッドレスト２１の移動を停止させ（ステップＳ１６）、処理を終える。
【００３８】
調整可能範囲内にあると判定した場合（ステップＳ１５：ＹＥＳ）、ＣＰＵ１１ａは、Ｘ軸方向、つまり前後方向における頭部Ｂ及びヘッドレスト２１の相対距離Δｘ＝｜ｘ１−ｘ２｜が所定の閾値範囲内であるか否かを判定する（ステップＳ１７）。所定の閾値範囲外であると判定した場合（ステップＳ１７：ＮＯ）、ＣＰＵ１１ａは、前後動駆動部２２に対して駆動制御信号を出力することによって前後動駆動部２２を駆動させ、ヘッドレスト２１を前方に移動させる（ステップＳ１８）。
【００３９】
所定の閾値範囲内であると判定した場合（ステップＳ１７：ＹＥＳ）、ＣＰＵ１１ａは、前後動駆動部２２の動作を停止させる（ステップＳ１９）。
【００４０】
ステップＳ１８又はステップＳ１９の処理を終えた場合、ＣＰＵ１１ａは、Ｙ軸方向、つまり上下方向における頭部Ｂ及びヘッドレスト２１の相対距離Δｙ＝｜ｙ１−ｙ２｜が所定の閾値範囲内であるか否かを判定する（ステップＳ２０）。所定の閾値範囲内であると判定した場合（ステップＳ２０：ＹＥＳ）、ＣＰＵ１１ａは、上下動駆動部２３の動作を停止させ（ステップＳ２１）、処理を終える。
【００４１】
｜ｙ１−ｙ２｜が所定の閾値範囲内にないと判定した場合（ステップＳ２０：ＮＯ）、ＣＰＵ１１ａは、（ｙ１−ｙ２）が所定の閾値以上であるか否かを判定する（ステップＳ２２）。（ｙ１−ｙ２）が閾値以上であると判定した場合（ステップＳ２２：ＹＥＳ）、ＣＰＵ１１ａは、上下動駆動部２３に対して駆動制御信号を出力することによって、図９（ｂ）に示すように、上下動駆動機構を駆動させ、ヘッドレスト２１を上方に移動させ（ステップＳ２３）、処理を終える。（ｙ１−ｙ２）が閾値以上でないと判定した場合（ステップＳ２２：ＮＯ）、ＣＰＵ１１ａは、上下動駆動部２３に対して駆動制御信号を出力することによって上下動駆動部２３を駆動させ、ヘッドレスト２１を下方に移動させ（ステップＳ２４）、処理を終える。
【００４２】
上述の処理によって、ヘッドレスト前半体２１ｂは、図１０に示すように頭部Ｂの後側まで移動し、衝突時の頭部Ｂの後傾を効果的に抑止することができる。
【００４３】
本実施の形態１にあっては、遠赤外線撮像装置１２にて乗員Ａを撮像して頭部Ｂの位置を検出する構成であるため、昼夜を問わず、また外乱光の影響を受けることなくヘッドレスト２１の位置制御を行うことができる。
【００４４】
また、調整可能範囲内に頭部Ｂが位置していない場合は、ヘッドレスト２１の動作を禁止するように構成してあるため、ヘッドレスト２１の無駄な動作を省くことができる。
【００４５】
なお、実施の形態１にあっては、遠赤外線撮像装置及び制御装置にてヘッドレスト制御装置を構成してあるが、遠赤外線撮像装置に制御装置を内蔵するように構成しても良い。
【００４６】
また、乗員を側面から撮像するように構成してあるが、遠赤外線撮像装置の取り付け姿勢はこれに限定されない。例えば車両の天井側から乗員を撮像するように構成しても良い。
【００４７】
（実施の形態２）
図１１は、本発明の実施の形態２に係るヘッドレスト装置を概念的に示す説明図である。本発明の実施の形態２に係るヘッドレスト装置は、実施の形態１に係るヘッドレスト装置同様、ヘッドレスト制御装置１、ヘッドレスト２１、前後動駆動部２２、上下動駆動部２３、後突判断部３、及びミリ波レーダ４を備えている。本実施の形態２に係るヘッドレスト装置は、ヘッドレスト２１の位置を遠赤外画像に基づいて検出するように構成した点が実施の形態１に係るヘッドレスト装置と異なるため、以下では主に上記相違点を説明する。
【００４８】
本実施の形態２に係るヘッドレスト装置は、ヘッドレスト前半体２１ｂの適宜箇所、例えば上端部及び前面部に設けられた発熱体２６，２７を備えている。
遠赤外線撮像装置１２は、車両シート２５に着座した乗員Ａの頭部Ｂ及びヘッドレスト前半体２１ｂに設けられた発熱体２６，２７を撮像できる姿勢で固定されている。
【００４９】
図１２は、頭部Ｂ及び発熱体２６，２７を撮像して得られた遠赤外画像を概念的に示す説明図である。ハッチングが付された円形部分は頭部Ｂの画像であり、黒丸部分は発熱体２６，２７の画像である。頭部Ｂ及び発熱体２６，２７の温度は周囲温度に比べて高いため、車両シート２５に乗員Ａが着座している場合、頭部Ｂ及び発熱体２６，２７は明瞭に撮像される。
【００５０】
ＣＰＵ１１ａは、後突信号を受信した場合、遠赤外画像を取得し、取得した遠赤外画像を２値化することによって頭部Ｂ及び発熱体２６，２７を抽出する。そして、ＣＰＵ１１ａは、射影演算によって頭部Ｂの位置を検出する。また、ＣＰＵ１１ａは、発熱体２６，２７の位置に基づいてヘッドレスト前半体２１ｂの位置を特定する。以下、図６に示したステップＳ１５〜２４の処理と同様の処理を実行することによって、ヘッドレスト２１の位置制御を行う。
【００５１】
本実施の形態２にあっては、ヘッドレスト２１の位置を示す情報を外部のセンサによって検出する必要がなく、頭部Ｂ及びヘッドレスト２１の位置を遠赤外画像から算出し、ヘッドレスト２１の位置制御を行うことができる。
【００５２】
なお、実施の形態２にあっては、ヘッドレスト前半体の上端部及び前面部に点状の発熱体を設けているが、ヘッドレストの位置を検出することができれば、発熱体の配置、形状、個数はこれに限定されない。
【００５３】
実施の形態２に係るヘッドレスト装置、ヘッドレスト制御装置１、及びヘッドレスト制御方法の他の構成、作用及び効果は、実施の形態１に係るヘッドレスト装置等の構成と同様であるため、対応する箇所には同様の符号を付してその詳細な説明を省略する。
【００５４】
（実施の形態３）
図１３は、本発明の実施の形態３に係るヘッドレスト装置を概念的に示す説明図、図１４は、実施の形態３に係るヘッドレスト装置の構成を示すブロック図である。本発明の実施の形態３に係るヘッドレスト装置は、実施の形態１に係るヘッドレスト装置同様、ヘッドレスト制御装置３０１、ヘッドレスト２１、前後動駆動部２２、上下動駆動部２３、後突判断部３、及びミリ波レーダ４を備えている。本実施の形態３に係るヘッドレスト装置は、ステレオ視で撮像された複数の遠赤外画像に基づいて、頭部Ｂ及びヘッドレスト２１の位置を検出するように構成した点が実施の形態１に係るヘッドレスト装置と異なるため、以下では主に上記相違点を説明する。
【００５５】
本発明の実施の形態３に係るヘッドレスト装置は、三角測量の原理によって頭部Ｂ及びヘッドレスト２１の位置を検出すべく２基の遠赤外線撮像装置３１２ａ，３１２ｂを備えている。遠赤外線撮像装置３１２ａ，３１２ｂは、車両シート２５に着座した乗員Ａの頭部Ｂ及びヘッドレスト２１を正面側から撮像することができる姿勢で固定されている。
ＣＰＵ１１ａは、後突信号を受信した場合、遠赤外線撮像装置３１２ａ，３１２ｂが撮像して得た各遠赤外画像を取得し、各遠赤外画像から頭部Ｂ及びヘッドレスト２１を検出する。以下、頭部Ｂ及びヘッドレスト２１の検出方法を説明する。
【００５６】
図１５は、物体検出に係るＣＰＵ１１ａの処理手順の詳細を示すフローチャート、図１６及び図１７は物体の検出方法を概念的に示す説明図である。ＣＰＵ１１ａは、一方の遠赤外線撮像装置３１２ａから取得した遠赤外画像（以下、基準画像という）に対してエッジ抽出処理を実行する（ステップＳ３１）。具体的には、ＣＰＵ１１ａは、エッジ抽出オペレータによるフィルタ処理、閾値処理によってエッジを抽出する。なお、エッジ抽出オペレータは、縦方向のエッジを抽出するプルューウィット・オペレータが好適である。
【００５７】
図１６（ａ）は、エッジ抽出処理にて得られたエッジ画像を概念的に示した説明図である。Ｘは遠赤外画像の水平方向を示しており、Ｙは遠赤外画像の垂直方向を示している。エッジ画像は、２値画像であり、エッジ画像を構成する各画素は、エッジを有する部分で１、エッジを有しない部分で０の値を有する。以下、エッジ画像において値が１の画素をエッジ点という。
【００５８】
次いで、ＣＰＵ１１ａは、隣接する複数のエッジ点、例えば８連結した複数のエッジ点からなるエッジグループを特定する（ステップＳ３２）。この段階では、頭部Ｂのエッジとヘッドレスト２１のエッジとが混在した状態で、一のエッジグループとして特定されている。以下、頭部Ｂとヘッドレスト２１とを弁別する処理を実行する。
そして、ＣＰＵ１１ａは、エッジグループに外接する矩形領域を設定し、設定した矩形領域を所定サイズ（例えば、４×４画素）のブロックに分割する（ステップＳ３３）。なお、ブロックのサイズは一例であり、４×４画素に限定されない。
【００５９】
図１６（ｂ）は、ブロック分割されたエッジ画像を概念的に示す説明図である。エッジグループは、８×７＝５６個のブロックに分割されている。なお、作図及び説明の便宜上、ブロックサイズを大きく描いている。
【００６０】
そして、ＣＰＵ１１ａは、エッジを含むブロックをエッジ領域として特定する（ステップＳ３４）。次いで、ＣＰＵ１１ａは三角測量にて各エッジ領域までの距離を算出すべく、他の遠赤外線撮像装置３１２ｂにて撮像された遠赤外画像において、エッジ領域に対応する対応領域を特定する（ステップＳ３５）。以下、遠赤外線撮像装置３１２ｂにて撮像された遠赤外画像を参照画像という。
【００６１】
具体的には、ＣＰＵ１１ａはエッジ領域と同一サイズの領域（参照領域）を参照領域内、特に一点鎖線で示したエピポーラ線上の一点に設定し、参照領域と基準領域との相関値Ｒを算出する。また、ＣＰＵ１１ａは、同様の処理をエピポーラ線上の他の各点についても実行し、相関値Ｒが最大となったエピポーラ線上の点を対応領域の位置として特定する。相関値Ｒの算出は、例えば式１に基づいて行う。
【００６２】
【数１】
2009067096.tif 000003
【００６３】
ここで、Ｎはエッジ領域及び参照領域における総画素数、ｋは０からＮ−１までの整数、Ｆｋはエッジ領域内におけるｋ番目の画素の画素値、Ｇｋは参照領域におけるｋ番目の画素の画素値、Ｒは相関値を表す。なお、相関値の算出方法は、これに限定されるものではなく、絶対差分総和法、正規化相互相関法等他の方法であってもよい。
【００６４】
次いで、ＣＰＵ１１ａは、各エッジ領域と対応領域との視差を算出する（ステップＳ３６）。視差は、遠赤外画像におけるエッジ領域又は対応領域の座標に基づいて算出することができる。
【００６５】
次いで、ＣＰＵ１１ａは、各エッジ領域の視差の差を第１閾値、例えば２と比較し、視差の差が第１閾値よりも小さいエッジ領域同士をグループ化することによって、新たなエッジグループを再特定する（ステップＳ３７）。ステップＳ３７の処理によって、頭部Ｂのエッジからなるエッジグループと、ヘッドレスト２１のエッジからなるエッジグループとが弁別されて再特定される。
そして、ＣＰＵ１１ａは、再特定された画像領域から、縦横比、所定形状との相関等の特徴量を算出することによって、頭部Ｂ及びヘッドレスト２１を検出し（ステップＳ３８）、物体検出に係る処理を終える。
【００６６】
図１７は、再特定されたエッジグループを概念的に示す説明図である。ハッチングが付された小領域はエッジを含むエッジ領域であり、異なる斜方向のハッチングが付された小領域は夫々異なるエッジグループに属していることを示している。ステップＳ３７の処理によって、視差が異なる頭部Ｂのエッジ部分と、ヘッドレスト２１のエッジ部分とは異なるエッジグループとして再特定される。
【００６７】
ＣＰＵ１１ａは、特定された頭部Ｂのエッジ領域の視差の平均値を算出することによって、実空間における頭部Ｂの位置を算出することができる。同様にして、ヘッドレスト２１のエッジ領域の視差の平均値を算出することによって、実空間におけるヘッドレスト２１位置の座標を算出することができる。
以下、図６に示したステップＳ１５〜２４の処理と同様の処理を実行することによって、ヘッドレスト２１の位置制御を行う。
【００６８】
本実施の形態３にあっては、実施の形態２のようにヘッドレスト２１に発熱体を備える必要がなく、ヘッドレスト２１及び頭部Ｂの位置を遠赤外画像から直接検出して、ヘッドレスト２１の位置制御を行うことができる。
【００６９】
実施の形態３に係るヘッドレスト装置、ヘッドレスト制御装置、及びヘッドレスト制御方法の他の構成、作用及び効果は、実施の形態１に係るヘッドレスト装置等の構成と同様であるため、対応する箇所には同様の符号を付してその詳細な説明を省略する。
【００７０】
なお、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明の実施の形態１に係るヘッドレスト装置を概念的に示す説明図である。
【図２】ヘッドレスト装置の構成を示すブロック図である。
【図３】ヘッドレストの移動状態を概念的に示す説明図である。
【図４】遠赤外線撮像装置の構成を示すブロック図である。
【図５】制御装置の構成を示すブロック図である。
【図６】ヘッドレストの駆動に係るＣＰＵの処理手順を示すフローチャートである。
【図７】ヘッドレストの駆動に係るＣＰＵの処理手順を示すフローチャートである。
【図８】遠赤外画像を概念的に示す説明図である。
【図９】遠赤外画像における頭部及びヘッドレストの位置を概念的に示す説明図である。
【図１０】ヘッドレストの移動状態を概念的に示す説明図である。
【図１１】本発明の実施の形態２に係るヘッドレスト装置を概念的に示す説明図である。
【図１２】頭部及び発熱体を撮像して得られた遠赤外画像を概念的に示す説明図である。
【図１３】本発明の実施の形態３に係るヘッドレスト装置を概念的に示す説明図である。
【図１４】実施の形態３に係るヘッドレスト装置の構成を示すブロック図である。
【図１５】物体検出に係るＣＰＵの処理手順の詳細を示すフローチャートである。
【図１６】物体の検出方法を概念的に示す説明図である。
【図１７】物体の検出方法を概念的に示す説明図である。
【符号の説明】
【００７２】
１，３０１  ヘッドレスト制御装置
３  後突判断部
４  ミリ波レーダ
５  ヘッドレスト位置検出部
１１  制御装置
１１ａ  ＣＰＵ
１２，３１２ａ，３１２ｂ  遠赤外線撮像装置
２１  ヘッドレスト
２１ａ  ヘッドレスト後半体
２１ｂ  ヘッドレスト前半体
２２  前後動駆動部
２３  上下動駆動部
２４  連結脚
２５  車両シート
Ａ  乗員
Ｂ  頭部
【図１】
2009067096.tif 000004
【図２】
2009067096.tif 000005
【図３】
2009067096.tif 000006
【図４】
2009067096.tif 000007
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2009067096.tif 000013
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
2009067096.tif 000019
【図１７】
2009067096.tif 000020