专利名称：对象物检测系统、工作装置控制系统、车辆、对象物检测方法
技术领域：
本发明涉及一种车载乘员信息检测系统，特别涉及检测与车辆乘员座椅上的对象物有关的信息的技术。
背景技术：
以往，公知有利用照相机等摄像装置来检测与车辆乘员座椅上的就座物有关的信息的各种技术。例如，在下述专利文件1中公开了使用设置在车辆乘员前方的单一照相机，检测该车辆乘员的位置的乘员检测装置的结构。
专利文献1特开2003-294855号公报但是，如上述专利文献1所述的乘员检测装置那样，在使用照相机检测与车辆乘员有关的信息的情况下，公知的是，照相机的视角越宽，镜头的亮度越低，并且与中央区域相比，在周边部产生失真。因此，如果要想使用一台照相机一次检测多个车辆乘员时，因镜头的特性上的图像变暗、失真而导致与车辆乘员有关的信息的检测精度下降，在这种情况下需要价格高昂的照相机。为了提高检测精度而使用视角狭窄的照相机时，存在能够检测的车辆乘员的数量有限，难以检测出与所需数量的车辆乘员有关的信息的问题。具体而言，使用一台视角有限的照相机，虽然能够检测副驾驶座，但有时使用该照相机难以同时检测驾驶座和副驾驶座这两个座椅，在这种情况下需要多个照相机。因而在设计这种检测系统时，为了实现低成本化，要求一种能够抑制照相机的视角，并且可以设定成能够有效地精确检测出与对象物有关的所需信息的技术。
发明内容
本发明是鉴于上述问题而提出的，其目的在于在使用单一视点的照相机检测与乘员座椅上的对象物有关的信息的对象物检测系统中，提供一种可以有效地设定该照相机的合理视野的技术。
为了解决上述问题而构成本发明。本发明能够典型地应用于汽车中的用于检测与车辆乘员座椅上的对象物有关的信息的对象物检测系统，但是本发明也可以同样应用在除汽车之外的车辆，例如与飞机、船舶、电车、公共汽车等有关的对象物检测系统的构筑技术。
本发明的第一发明解决上述问题的本发明的第一发明是技术方案1所述的对象物检测系统。
技术方案1所述的该对象物检测系统是检测与车辆乘员座椅上的对象物有关的信息的系统，特别是至少包括照相机和处理单元。在此所称的“对象物”中包括车辆乘员、除车辆乘员之外的载置物、儿童座椅、婴儿座椅等。并且，在本发明中“与对象物有关的信息”广泛地包含对象物的有无、尺寸、位置、姿势等。在对象物为车辆乘员时，作为与对象物有关的信息，可列举出车辆乘员的有无、车辆乘员的尺寸(体格等级)、车辆乘员的位置、车辆乘员的各身体部位的位置或形状、车辆乘员的姿势等。
本发明的照相机，构成用于获得与在车室内朝向车辆后方的单一视点有关的图像的单元(摄像单元或拍摄单元)。关于该照相机的视点，设想从比前部座椅靠前的位置朝向车辆后方的情况、从比前部座椅靠上的位置朝向车辆后方的情况。在此所称的“单一视点”，用于表示照相机的设置位置单一，即一台照相机设定在一个部位上的形态。因此，作为获得与单一视点有关的图像的该照相机，能够使用单眼C-MOS 3D照相机、复眼立体3D照相机，也可以使用2D照相机。在本发明中，利用获得与该单一视点有关图像的照相机，可获得车辆乘员座椅上的对象物的图像。此时，在通过对象物的立体图像识别该对象物的有无、尺寸、位置、姿势等的情况下，可以使用单眼C-MOS 3D照相机、复眼立体3D照相机，在仅检测该对象物的有无、外形(轮廓)即可的情况下，可以使用2D照相机。
本发明的处理单元，构成根据通过照相机得到的图像，进行导出与车辆乘员座椅上的对象物有关的信息的处理的单元。通过该处理单元，可导出与车辆乘员座椅上的对象物有关的信息。在本发明中，该处理手段包括图像处理功能，为了获得品质优良的图像而对照相机进行控制，或为了对所拍摄的图像进行加工分析而进行图像处理控制；和存储功能，记录(存储)运算控制软件、校正用的数据、前期处理用的缓冲帧存储器、用于识别运算的定义数据或基准图形。
特别是在本发明中，关于上述照相机的结构，该照相机的视野包含由第一视线和第二视线所划分成的区域，其中第一视线从单一视点通过驾驶座乘员在副驾驶座一侧的肩部区域而向车辆后方延伸，第二视线从该单一视点通过副驾驶座乘员在车门一侧的肩部区域而向车辆后方延伸。在这种情况下，照相机的视野只要包含由第一视线和第二视线划分成的区域即可，可以设定成大致与该区域重合，或包含该区域并且比该区域更宽。在这种视野中，作为驾驶座上的对象物的一个例子，驾驶座乘员在副驾驶座一侧的肩部处于视野内。即，在本发明中，副驾驶座上的整个对象物进入照相机的视野内，而驾驶座上的对象物则只有一部分进入照相机的视野内。
另外，所说的“驾驶座乘员在副驾驶座一侧的肩部”，被规定为驾驶座各个部位中、自就座乘员的中心开始到副驾驶座一侧(车内侧)的肩部所处的区域。因此，在驾驶座处于右侧(右舵车)的情况下，驾驶座的各个部位中、就座乘员的左肩部分所处的区域，相当于这里所说的“驾驶座乘员在副驾驶座一侧的肩部”。相对于此，在驾驶座处于左侧(左舵车)的情况下，驾驶座的各个部位中、就座乘员的右肩部分所处的区域，相当于这里所说的“驾驶座乘员在副驾驶座一侧的肩部”。该区域，与驾驶座各个部位中的车内侧的端部基本重合。
而且，所说的“副驾驶座乘员在车门一侧的肩部”，被规定为副驾驶座各个部位中、自就座乘员的中心开始车门一侧(车外侧)的肩部所处的区域。因此，在驾驶座处于右侧(右舵车)的情况下，副驾驶座的各个部位中、就座乘员的左肩部分所处的区域，相当于这里所说的“副驾驶座乘员在车门一侧的肩部”。相对于此，在驾驶座处于左侧(左舵车)的情况下，副驾驶座的各个部位中、就座乘员的右肩部分所处的区域，相当于这里所说的“副驾驶座乘员在车门一侧的肩部”。该区域，与副驾驶座各个部位中的车门一侧的端部基本重合。
但是，在使用照相机检测与对象物有关的信息的情况下，公知的是，照相机的视角越广，镜头的亮度越低，并且与中央部相比，在周边部产生失真。因此，如果要想使用一台照相机一次检测多个对象物时，因镜头特性上的图像变暗、失真而导致检测精度下降，在这种情况下需要价格高昂的照相机。为了提高检测精度而使用视角狭窄的照相机时，能够检测的对象物的数量有限，难以检测出所预期的数量的对象物。因而在本发明中，进行视野设定，以使副驾驶座上的整个对象物进入照相机的视野，并使驾驶座上的对象物的一部分进入照相机的视野内。即，在本发明中，极力抑制整个照相机的视角，并且关于有限的该视野，设定成分配给副驾驶座上的对象物的视角多于驾驶座上的对象物。
根据这种视野设定，通过抑制照相机的视角，能够实现低成本化，并且能够提高对象物的检测精度，另外通过将有限的视野更多地分配给副驾驶座上的对象物，与驾驶座上的对象物相比，能够获得更多的与副驾驶座上的对象物有关的信息。其基于如下考虑设想对象物为车辆乘员时，由于就座于驾驶座上的乘员基本为成人，而就座于副驾驶座上的乘员从小孩到大人不等，所以与驾驶座一侧相比增加副驾驶座一侧的检测信息，是合理的。
因此，根据技术方案1所述的对象物检测系统的这种结构，通过抑制照相机的视角，能够实现低成本化，并且能够提高对象物的检测精度，另外通过有效利用有限的视野能够获得与对象物有关的所需信息，能够设定照相机的合理视野。
另外，由本发明的对象物检测系统检测出的、与对象物有关的信息能够适当地用在为了约束车辆乘员而工作的乘员约束单元，例如与气囊装置、安全带装置、警报设备(显示输出、声音输出等)等有关的控制中。并且，本发明关于“单一视点”，只要至少具有使用进行车辆乘员座椅上的单一视点设定的单一照相机的结构即可，不妨碍以其目的而使用的其它照相机、视点的设置。
本发明的第二发明解决上述问题的本发明的第二发明是技术方案2所述的对象物检测系统。
技术方案2所述的该对象物检测系统，通过技术方案1所述的照相机的视野中心的视线，与副驾驶座乘员在驾驶座一侧的肩部区域基本重合。在此，照相机的视野中心区域，是不易发生镜头特性上的图像变暗、失真的区域。而且，所说的“副驾驶座乘员在驾驶座一侧的肩部”，被规定为副驾驶座各个部位中、自就座乘员的中心开始驾驶座一侧(车内侧)的肩部所处的区域。因此，在右舵车中，副驾驶座的各个部位中、就座乘员的右肩部分所处的区域，相当于这里所说的“副驾驶座乘员在驾驶座一侧的肩部”。相对于此，在左舵车中，副驾驶座的各个部位中、就座乘员的左肩部分所处的区域，相当于这里所说的“副驾驶座乘员在驾驶座一侧的肩部”。该区域，与副驾驶座各个部位中的车内侧的端部基本重合。
在对象物为副驾驶座乘员的情况下，副驾驶座的该乘员的驾驶座一侧的肩部区域与通过照相机的视野中心的视线基本重合的结构，和该副驾驶座乘员的半身处于照相机的视野中心区域的结构基本一致，由此可以提高与该副驾驶座乘员有关的信息的检测精度。这是基于下述考虑由于人体的立体形状基本左右对称，所以至少精确地检测出车辆乘员半身的图像即可，对于整个车辆乘员同样可以获得检测精度高的信息。
因此，采用技术方案2所述的对象物检测系统的这种结构，可以更加精确地检测出与对象物有关的所需信息。
本发明的第三发明解决上述问题的本发明的第三发明是技术方案3所述的对象物检测系统。
在技术方案3所述的该对象物检测系统中，技术方案1或2所述的照相机的视野，被设定为俯视图中的视角大约在110度以下。
根据技术方案3所述的对象物检测系统的这种结构，通过将照相机的视角设定得大约在110度以下，能够使用平均尺寸和亮度的价格低廉的镜头，能够实现系统的成本降低。
本发明的第四发明解决上述问题的本发明的第四发明是技术方案4所述的对象物检测系统。
在技术方案4所述的该对象物检测系统中，技术方案1至3中的任一项所述的处理单元的结构如下根据由照相机获得的图像，检测驾驶座和副驾驶座上的各个对象物的一半，由此判断该对象物的有无、尺寸、位置、姿势中的至少一个，其中所述照相机具有由所述第一视线和第二视线划分成的视野。典型地说，除了判断对象物的有无之外，当该对象物存在时，能够判断该对象物的尺寸、位置、姿势中的至少一个。
根据技术方案4所述的对象物检测系统的这种结构，通过检测驾驶座和副驾驶座上的各个对象物的一半，能够判断该对象物的有无、尺寸、位置、姿势中的至少一个，因而合理。
本发明的第五发明解决上述问题的本发明的第五发明是技术方案5所述的对象物检测系统。
技术方案5所述的该对象物检测系统，在技术方案1至4中的任一项所述的结构中，至少根据从照相机距该对象物表面的距离或该对象物的立体形状来识别乘员座椅上的对象物。
根据技术方案5所述的对象物检测系统的这种结构，能够至少根据从照相机距该对象物的表面的距离或该对象物的立体形状识别出乘员座椅上的对象物。
本发明的第六发明解决上述问题的本发明的第六发明是技术方案6所述的工作装置控制系统。
技术方案6所述的该工作装置控制系统，至少包括技术方案1至5中的任一项所述的对象物检测系统、工作装置以及驱动控制单元。本发明的工作装置是根据由对象物检测系统的处理单元导出的信息进行工作的装置，该工作装置中包含进行警报输出的警报装置、为了利用气囊或安全带约束乘员而工作的乘员约束装置或根据乘员姿势进行调整的装置(例如对座椅头枕的高度进行调整的装置)等。本发明的驱动控制单元，构成对工作装置进行驱动控制的单元。
根据这种结构，通过以对应于基于对象物检测系统的处理单元的对象物检测结果的适合形态对工作装置进行驱动控制，能够实现对工作装置的非常细微的控制。
本发明的第七发明解决上述课题的本发明的第七发明是技术方案7所述的车辆。
技术方案7所述的该车辆，至少包括发动机行驶系统、电装系统、驱动控制装置以及对象物检测单元。发动机行驶系统构成与发动机以及车辆的行驶有关的系统。电气系统构成与车辆所使用的电气元件有关的系统。驱动控制装置构成具有对发动机行驶系统及电气系统进行驱动控制的功能的装置。对象物检测单元，构成检测与车辆乘员座椅上的对象物有关的信息的单元。在本发明中，该对象物检测单元使用技术方案1至5中任一项所述的对象物检测系统构成。
根据这种结构，提供一种装载有能够设定照相机的合理视野的对象物检测系统的车辆。
本发明的第八发明解决上述问题的本发明的第八发明是技术方案8所述的对象物检测方法。
技术方案8所述的该对象物检测方法是使用获得与在车室内朝向车辆后方的单一视点有关的图像的照相机，检测与车辆乘员座椅上的对象物有关的信息的方法。在该对象物检测方法中，特别是关于照相机的设定，设定包含由第一视线和第二视线划分成的区域的视野，所述第一视线从单一视点通过驾驶座乘员在副驾驶座一侧的肩部区域向车辆后方延伸，所述第二视线从该单一视点通过副驾驶座乘员在车门一侧的肩部区域向车辆后方延伸，由此与驾驶座上的对象物相比，将视野更多地分配给副驾驶座上的对象物。采用这种方法时，能够使用与作为技术方案1所述对象物检测系统的构成元件的照相机相同的照相机。
因此，根据技术方案8所述的对象物检测方法，通过抑制照相机的视角，能够实现低成本化，并且能够提高对象物的检测精度，另外通过有效利用有限的视野能够获得与对象物有关的所需信息。
本发明的第九发明解决上述问题的本发明的第九发明是技术方案9所述的对象物检测方法。
在技术方案9所述的该对象物检测方法中，关于技术方案8所述的照相机的设定，设定为通过该照相机的视野中心的视线，与副驾驶座乘员在驾驶座一侧的肩部区域基本重合。采用这种方法时，能够使用与作为技术方案2所述对象物检测系统的构成元件的照相机相同的照相机。
因此，根据技术方案9所述的对象物检测方法，能够更加精确地检测出与对象物有关的信息。
本发明的第十发明解决上述问题的本发明的第十发明是技术方案10所述的对象物检测方法。
在技术方案10所述的该对象物检测方法中，关于技术方案8或9所述的照相机的设定，视野的俯视图中的视角设定为大约在110度以下。在该方法中，能够使用与作为技术方案3所述对象物检测系统的构成元件的照相机相同的照相机。
因此，根据技术方案10所述的对象物检测方法，通过将照相机的视角设定得大约在110度以下，能够使用平均尺寸和亮度的价格低廉的镜头，能够实现系统的成本降低。
本发明的第十一发明解决上述问题的本发明的第十一发明是技术方案11所述的对象物检测方法。
技术方案11所述的该对象物检测方法，在技术方案8至10中的任一项所述的方法中，其是如下的方法根据由照相机获得的图像，检测驾驶座和副驾驶座上的各个对象物的一半，由此判断该对象物的有无、尺寸、位置、姿势中的至少一个，其中所述照相机具有由第一视线和第二视线划分成的视野。
因此，利用技术方案11所述的对象物检测方法时，通过检测驾驶座和副驾驶座上的各个对象物的一半，能够判断该对象物的有无、尺寸、位置、姿势中的至少一个，因而合理。
本发明的第十二发明解决上述问题的本发明的第十二发明是技术方案12所述的对象物检测方法。
技术方案12所述的该对象物检测方法，在技术方案8至11中的任一项所述的方法中，其是至少根据从照相机距该对象物表面的距离或该对象物的立体形状来识别乘员座椅上的对象物的方法。
因此，利用技术方案12所述的对象物检测方法时，能够至少根据从照相机距该对象物的表面的距离或该对象物的立体形状来识别乘员座椅上的对象物。
发明效果如上所述，根据本发明，在使用单一视点的照相机检测与车辆乘员座椅上的对象物有关信息的对象物检测系统中，特别是通过设定视野，以使副驾驶座上的整个对象物进入照相机的视野内，使驾驶座上的对象物的一部分进入照相机的视野内，能够设定该照相机的合理的视野。
图1是表示本实施方式的车载用对象物检测系统100的结构的图。
图2是用俯视图表示本实施方式的照相机112的视野114的图。
图3是图2中的a-a线向视图。
具体实施例方式
下面，参照附图详细说明本发明的实施方式。首先，参照图1至图3，说明本发明的“对象物检测系统(对象物检测单元)”的一个实施方式即对象物检测系统100。
在图1中表示本实施方式的车载用对象物检测系统100的结构。
如图1所示，本实施方式的对象物检测系统100，装载于作为本发明中的“车辆”的汽车上，用于检测与以车辆乘员为首的车内对象物有关的信息，以拍摄单元110和控制单元120作为主体而构成。并且，该对象物检测系统100，与作为车辆侧的驱动控制装置的ECU200和乘员约束单元210一起构成在发生车辆事故时约束车辆乘员的乘员约束装置(对应于本发明中的“工作装置控制系统”)。该车辆包括未特别图示的、作为与发动机以及车辆的行驶有关的系统的发动机行驶系统、作为与车辆中使用的电气元件有关的系统的电装系统以及对发动机行驶系统和电装系统进行驱动控制的驱动控制装置(ECU200)。
本实施方式的拍摄单元110，形成包含作为拍摄设备的照相机112和数据传输电路的结构。照相机112使用C-MOS或CCD(电荷耦合器件)，构成以阵列状(格子状)配置光传感器的3D(三维图像)式的照相机(也称作“监视器”)。通过该照相机112，对距对象物的距离进行多次测量而检测出立体表面形状，用于识别该对象物的有无、尺寸、位置、姿势等。作为该照相机112，可以使用单眼C-MOS 3D照相机、复眼立体3D照相机。在仅检测对象物的有无、外形(轮廓)时，除了3D照相机之外，还可以使用2D照相机。
另外，本实施方式的照相机112，适当地以埋入状设置在汽车的内后视镜周边部、外后视镜周边部、仪表板的左右中心部分等内，并且朝向一个或多个车辆乘员座椅而进行安装。使用该照相机112，可周期性地多次对与驾驶座、副驾驶座、后部座椅等车辆乘员座椅上的对象物有关的信息进行测量。而且，虽然图中未示，在本实施方式的对象物检测系统100中装载了将车辆电池的电力供给到该照相机112的电源装置。例如设定为在点火开关变成接通状态时，或在安装在驾驶座内的就座传感器(图示省略)检测到就座于该驾驶座上的车辆乘员时，利用该照相机112开始进行拍摄。
本实施方式的控制单元120，还至少包括图像处理单元130、运算单元(MPU)150、存储单元170、输入输出单元190以及未特别图示的外围装置等。该控制单元120是根据通过照相机112得到的图像，进行导出与车辆乘员座椅上的对象物有关信息的处理的单元，构成本发明中的“处理单元”。
图像处理单元130，为了得到品质良好的图像而对照相机进行控制，或为了对由照相机112拍摄的图像进行加工分析而进行图像处理控制。具体而言，在照相机控制中，进行帧频、快门时间、灵敏度调整、精度校正，并对动态范围、亮度、白平衡等进行调整。并且，在图像处理控制中，执行图像的旋转校正、镜头失真校正、过滤运算、差分运算等图像前期处理运算以及形状判定、追踪等图像识别处理运算。
本实施方式的运算单元150至少包括对象物信息提取部152。该对象物信息提取部152，根据来自图像处理单元130的信息，进行提取与对象物有关的信息的处理。具体而言，与对象物的有无、尺寸、位置、姿势等有关的信息，关于车辆乘员，可提取乘员的有无、乘员的尺寸(体格等级)、头、肩乃至上半身的位置、非正常乘坐位置(OOP)等。
本实施方式的存储单元170，除了运算控制软件以外，还记录(存储)校正用的数据、前期处理用的缓冲帧存储器、用于进行识别运算的定义数据及基准图形、运算单元150的处理结果等。
本实施方式的输入输出单元190，在与进行和车辆整体有关的控制的ECU200之间，输入与车辆有关的信息、与周边的交通状况有关的信息、与气候或时区有关的信息等，并输出识别结果。作为与车辆有关的信息的例子，具有车门的开闭、安全带的佩戴与否、制动器的操作、车速、转向操舵角度等。在本实施方式中，形成ECU200根据从该输入输出单元190输出的信息，向作为工作装置的乘员约束单元210输出驱动控制信号的结构。作为该乘员约束单元210，可举出为了通过气囊、安全带对乘员进行约束而工作的装置等。该乘员约束单元210相当于本发明中的“工作装置”，对该乘员约束单元210进行驱动控制的ECU200相当于本发明中的“驱动控制单元”。除了该乘员约束单元210以外，也可以采用通过ECU200对进行警报输出(显示输出、声音输出等)的警报装置、可根据乘员姿势进行调整的装置(例如对座椅的头枕高度进行调整的装置)的驱动进行控制的结构。
其中，参照图2和图3具体说明上述结构的照相机112的视野设定。图2用俯视图表示本实施方式的照相机112的视野114，图3是图2中的a-a线向视图。其中，在上述图2和图3中，表示驾驶座在右侧的情况(右舵车的情况)。
如图2和图3所示，本实施方式的照相机112是获得与自前部座椅前方的位置朝向车辆后方的单一视点有关的图像的照相机，相当于本发明中的“在车室内获得与朝向车辆后方的单一视点有关的图像的照相机”。该照相机112的视野114被设定为包含由从单一视点通过驾驶座S1的乘员左肩部区域(图2的乘员左肩部区域A)向车辆后方延伸的视线(图2的第一视线L1)以及从单一视点通过副驾驶座S2的乘员左肩部区域(图2的乘员左肩部区域B)向车辆后方延伸的视线(图2的第二视线L2)划分成的区域。在这种情况下，照相机112的视野只要包含由第一视线L1和第二视线L2划分成的区域即可，可以设定成大致与该区域一致，或者包含该区域并且比该区域更宽。并且，关于照相机112的视点，设想自前部座椅前方的位置朝向车辆后方的情况、例如车辆乘员使前部座椅向车辆前方滑动时，自前部座椅上的位置朝向车辆后方的情况。
驾驶座S1的乘员左肩部区域A，被规定为乘员就座于驾驶座S1上时该乘员肩部所处的区域。该区域，与驾驶座S1的各部位中的车内侧的端部基本重合。同样，副驾驶座S2的乘员左肩部区域B，被规定为乘员就座于副驾驶座S2上时该乘员肩部所处的区域。该区域，与副驾驶座S2的各部位中的车门一侧的端部基本重合。该驾驶座S1的乘员左肩部区域A，是自就座乘员C1的中心开始到副驾驶座一侧(车内侧)的肩部所处的区域，该乘员左肩部区域A相当于本发明中的“驾驶座乘员在副驾驶座一侧的肩部区域”；副驾驶座S2的乘员左肩部区域B是自就座乘员C2的中心开始到车门一侧(车外侧)的肩部所处的区域，该乘员左肩部区域B相当于本发明中的“副驾驶座乘员在车门一侧的肩部区域”。
另外，在驾驶座处于左侧(左舵车)的情况下，照相机112的视野114被设定成由第一视线L1和第二视线L2划分成，其中该第一视线从单一视点通过驾驶座S1的乘员右肩部区域向车辆后方延伸，该第二视线L2从该单一视点通过副驾驶座S2的乘员右肩部区域向车辆后方延伸。
并且，在本实施方式中，该视野114在俯视图中的视角θ被设定为大约110度以下。通过如上所述地设定照相机112的视角θ，能够使用平均尺寸和亮度的价格低廉的镜头，能够降低系统的成本。在作为照相机112的照明而使用红外线照明时，通过抑制视角θ而使照射范围变窄，从而提高照射光量和电力消耗的降低效果。
在此，照相机112的这种视野114的设定，是基于下述技术构思在为了降低系统的成本而抑制视角θ的同时，有效利用该有限的视野。在本实施方式中，由于就座于驾驶座上的乘员基本为成人，而就座于副驾驶座上的乘员从小孩到大人不等，所以认为与驾驶座一侧相比增加副驾驶座一侧的检测信息是合理的，因此设定成与驾驶座一侧相比将视野更多地分配给副驾驶座一侧。
具体而言，关于照相机112的视野114，副驾驶座S2上的乘员C2处于视野范围。而且，通过照相机112的视野中心的视线(图2中的视线L3)与副驾驶座S2的乘员右肩部区域(图2中的乘员右肩部区域C)基本重合，乘员C2的右半身处于照相机112的视野中心区域。该视野中心区域被设定为不易发生镜头特性上的图像变暗、失真的区域。而且，副驾驶座S2的乘员右肩部区域C，乘员就座于副驾驶座S2上时该乘员肩部所处的区域。该区域，与副驾驶座S2的各个部位中的车内侧的端部基本重合。该副驾驶座S2的乘员右肩部区域C，是自就座乘员的中心开始到驾驶座一侧(车内侧)的肩部所处的区域，该乘员右肩部区域C相当于本发明中的“副驾驶座乘员在驾驶座一侧的肩部”。
因此，对于乘员C2，由于乘员C2的整个上身都包含在视野范围内，所以能够精确地检测出与乘员C2有关的信息(乘员的有无、乘员的尺寸(体格等级)、头、肩乃至上身的位置、姿势等)。并且，由于乘员C2的右半身处于照相机112的视野中心区域，所以可以提高与乘员C2有关的信息的检测精度。这是基于下述考虑由于人体的立体形状左右大致对称，因而只要至少精确地检测出车辆乘员的半身图像，那么对于该乘员的整个身体就能够同样获得检测精度高的信息。通过本实施方式的视野设定，对于乘员C2，由于其即使相对于座椅面向前移动也仍然包含在视野内，所以可以切实地检测出乘员C2。在这种情况下，能够检测(判断)出与乘员C2有关的各种信息中的至少一个信息，典型的是，在判断乘员C2的有无后，判断该乘员存在时，能够进一步判断与该乘员有关的其它信息中的至少一个信息。
关于照相机112的视野114。驾驶座S1上的乘员C1的左肩部处于视野114内。由此，关于乘员C1，基于该乘员C1为成人的前提，不必检测出该乘员C1的整个上身而仅是检测出左肩部的位置，即可检测出乘员C1的上半身相对于方向盘(转向盘)的前后位置。采用这种结构，可以利用该照相机112来替换用于检测驾驶座S1的前后位置的座椅滑动传感器等已知传感器的功能。并且，通过同时采用座椅滑动传感器，除了上身，还可以检测出腰部位置，由此可以获得利用价值高的乘员信息。而且，由于可以根据所检测出的肩部和腰部的位置求出座高，所以还可以检测出乘员的体格。
而且，驾驶座S1上的乘员C1。经常会根据加速踏板和制动器的位置调整驾驶座S1的前后位置，体格相对较大的人向后调整驾驶座S1的前后位置，而体格相对较小的人向前调整驾驶座S1的前后位置。因此，通过检测乘员C1的上身的前后位置，可以间接地检测出乘员的尺寸(体格等级)。
而且，关于照相机112的视野114，后部座椅S3存在于该视野114中，并且后部座椅S3处于照相机112的视野中心区域(不易产生镜头的特性上的图像变暗、失真的区域)附近。因此，可以精确地检测出与乘员C3有关的信息，而不会将射向后部座椅S3的照明强度提高到必要程度以上，例如乘员C3的有无、尺寸(体格等级)、位置、姿势、乘员C3是成人还是儿童等。在这种情况下，能够检测(判断)出与乘员C3有关的各种信息中的至少一个信息，典型的是，在判断有无乘员C3后，判断存在该乘员C3时，能够进一步判断与该乘员C3有关的其它信息中的至少一个信息。
然后，由上述结构的对象物检测系统100检测到的信息，连续地或每隔一定时间就传送到图1中的ECU200内，并通过该ECU200对乘员约束单元210进行驱动控制。例如，进行控制，使得由气囊装置、安全带装置构成的乘员约束单元210的约束能力(乘员约束状态)根据乘员的有无、体格、位置、姿势等发生变化。具体而言，作为与副驾驶座S2上的乘员C2有关的信息，进行如下的控制根据该乘员C2的尺寸、位置信息而推定体格等级，通过根据推定的体格等级改变气囊、安全带的能量吸收能力或改变气囊的展开速度，来改变约束能力(乘员约束形态)。作为与驾驶座S1上的乘员C1有关的信息，进行如下的控制根据该乘员C1的尺寸、位置信息而推定体格等级，通过根据推定的体格等级改变气囊、安全带的能量吸收能力或改变气囊的展开速度，来改变约束能力(乘员约束形态)。
另外，根据本实施方式，由于可以进行下述控制，通过检测车辆乘员座椅上有无乘员，并仅在存在乘员时使乘员约束单元210工作，因而能够抑制乘员约束单元210的不必要的工作。并且，在检测前部座椅(驾驶座S1和副驾驶座S2)、后部座椅S3上有无乘员时，也可以使用进行警报输出(显示输出、声音输出等)的警报装置，进行催促没有佩戴安全带的乘员佩戴安全带的控制。
如上所述，使用本实施方式的对象物检测系统100时，通过抑制照相机112的视角，能够实现低成本化同时提高车辆乘员的检测精度，并通过将有限的视野更多地分配给副驾驶座S2上的乘员C2，与驾驶座S1上的乘员C1相比能够更多地获得与副驾驶座S2上的乘员C2有关的信息，从而能够设定照相机112的合理视野。
并且，使用本实施方式的对象物检测系统100时，通过采用通过照相机112的视野中心的视线L3与副驾驶座S2的乘员右肩部区域C基本重合的结构，可以使乘员C2的右半身位于照相机112的视野中心区域，由此能够更加精确地检测出与该乘员C2有关的所需信息。
并且，使用本实施方式的对象物检测系统100时，通过将照相机112的视角设定大约在110度以下，能够使用平均尺寸和亮度的价格低廉的镜头，能够实现系统的成本降低。
并且，使用本实施方式的对象物检测系统100时，通过以对应于该对象物检测系统的检测结果的适合方式对乘员约束单元210进行驱动控制，能够实现对乘员约束单元210的非常细微的控制。
另外，根据本实施方式，可提供一种装载有能够设定照相机112的合理视野的对象物检测系统100的车辆10。
其他实施方式此外，本发明不限定于上述实施方式，可以考虑各种应用、变形。例如能够实施应用上述实施方式的以下各方式。
在本发明中，在通过照相机112检测出的对象物中，除了车辆乘员之外，还广泛地包括除车辆乘员以外的其他载置物、儿童座椅、婴儿座椅等。在这种情况下，作为与对象物有关的信息，具有对象物的有无、尺寸、位置、姿势等。
另外，在上述实施方式中描述了车载对象物检测系统的结构，但是本发明能够适用于装载到以汽车为首的飞机、船舶、电车、公共汽车、卡车等各种车辆上的对象物检测系统的结构。
权利要求
1.一种对象物检测系统，检测与车辆乘员座椅上的对象物有关的信息，其特征在于，包括照相机，获得与在车室内朝向车辆后方的单一视点有关的图像；和处理单元，根据由所述照相机获得的图像，进行导出与乘员座椅上的对象物有关的信息的处理；所述照相机的视野，包含由第一视线和第二视线划分成的区域，所述第一视线从所述单一视点通过驾驶座乘员在副驾驶座一侧的肩部区域向车辆后方延伸，所述第二视线从该单一视点通过副驾驶座乘员在车门一侧的肩部区域向车辆后方延伸。
2.根据权利要求1所述的对象物检测系统，其特征在于，通过所述照相机的视野中心的视线，与所述副驾驶座乘员在驾驶座一侧的肩部区域基本重合。
3.根据权利要求1或2所述的对象物检测系统，其特征在于，所述照相机的视野，被设定为俯视图中的视角大约在110度以下。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的对象物检测系统，其特征在于，所述处理单元，根据由所述照相机获得的图像，检测驾驶座和副驾驶座上的各个对象物的一半，由此判断该对象物的有无、尺寸、位置、姿势中的至少一个，其中所述照相机具有由所述第一视线和第二视线划分成的视野。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的对象物检测系统，其特征在于，所述乘员座椅上的对象物，至少根据从所述照相机距该对象物表面的距离或该对象物的立体形状来进行识别。
6.一种工作装置控制系统，其特征在于，包括权利要求1至5中的任一项所述的对象物检测系统；工作装置，根据由所述对象物检测系统的处理单元导出的、与车辆乘员座椅上的对象物有关的信息进行工作；和驱动控制单元，对所述工作装置进行驱动控制。
7.一种车辆，其特征在于，包括发动机行驶系统、电装系统、对所述发动机行驶系统和电装系统进行驱动控制的驱动控制装置以及检测与车辆乘员座椅上的对象物有关的信息的对象物检测单元；所述对象物检测单元使用权利要求1至5中的任一项所述的对象物检测系统。
8.一种对象物检测方法，使用获得与在车室内朝向车辆后方的单一视点有关的图像的照相机，检测与车辆乘员座椅上的对象物有关的信息，其特征在于，关于所述照相机的设定，设定包含由第一视线和第二视线划分成的区域的视野，所述第一视线从所述单一视点通过驾驶座乘员在副驾驶座一侧的肩部区域向车辆后方延伸，所述第二视线从该单一视点通过副驾驶座乘员在车门一侧的肩部区域向车辆后方延伸，由此与驾驶座上的对象物相比，将所述视野更多地分配给副驾驶座上的对象物。
9.根据权利要求8所述的对象物检测方法，其特征在于，关于照相机的设定，设定为通过该照相机的视野中心区域的视线，与所述副驾驶座乘员在驾驶座一侧的肩部区域基本重合。
10.根据权利要求8或9所述的对象物检测方法，其特征在于，关于所述照相机的设定，设定成使所述视野在俯视图中的视角大约在110度以下。
11.根据权利要求8至10中的任一项所述的对象物检测方法，其特征在于，根据由所述照相机获得的图像，检测驾驶座和副驾驶座上的各个对象物的一半，由此判断该对象物的有无、尺寸、位置、姿势中的至少一个，其中所述照相机具有由所述第一视线和第二视线划分成的视野。
12.根据权利要求8至11中的任一项所述的对象物检测方法，其特征在于，所述乘员座椅上的对象物，至少根据从所述照相机距该对象物表面的距离或该对象物的立体形状来进行识别。
全文摘要
本发明提供一种对象物检测系统、工作装置控制系统、车辆、对象物检测方法，特别是在使用单一视点的照相机检测与乘员座椅上的对象物有关的信息的对象物检测系统中，提供一种可以有效地设定该照相机的合理视野的技术。在车载对象物检测系统(100)中，进行视野设定，以使副驾驶座上的整个对象物进入照相机(112)的视野内，并使驾驶座上的对象物的一部分进入照相机(112)的视野内。
文档编号G01C11/00GK101050944SQ20071009202
公开日2007年10月10日 申请日期2007年4月4日 优先权日2006年4月4日
发明者青木洋, 横尾正登, 箱守裕 申请人:高田株式会社