专利名称：车辆乘员检测系统、动作装置控制系统、车辆的制作方法
技术领域：
本发明涉及搭载于车辆上的对象物的检测技术，具体而言涉及用于检测与车辆乘员座椅上的车辆乘员有关的信息的检测系统的构筑技术。
背景技术：
以往，公开了利用照相机等拍摄单元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，在下述专利文献1中公开了下述一种车辆乘员检测装置的结构在车辆乘员前方设置可对对象物进行二维拍摄的照相机，通过该照相机检测就座于车辆乘员座椅上的车辆乘员的位置。
专利文献1特开2003-294855号公报但是，在将车辆乘员的体格、姿势等与车辆乘员有关的信息用于控制气囊装置等动作装置时，要求简便、精确地检测出该信息的技术。但是，在如上述专利文献1所述的车辆乘员检测装置那样，通过照相机对车辆乘员进行二维拍摄的结构中，在以下情况下难以精确检测出与车辆乘员有关的信息。即，在背景与车辆乘员的色差、皮肤与衣服的色差较小的情况下，存在难以可靠地检测出车辆乘员本身或车辆乘员的规定部位的问题。而且，当从车辆前方拍摄车辆乘员，例如检测座高(肩部与腰部的部位间长度)时，存在所检测出的处于前倾状态的车辆乘员的座高比实际座高短，产生检测误差的问题。另外，当从车辆前方拍摄车辆乘员，检测规定部位时，存在难以把握该规定部位的前后位置的问题。例如当检测头部位置时，难以把握处于前倾状态的车辆乘员的头部位置与处于正常就座状态的车辆乘员的头部位置的前后关系。
发明内容
本发明正是鉴于上述问题而提出的，其目的在于在搭载于车辆上的车辆乘员检测系统中，提供一种可以简便且精确地检测出与车辆乘员座椅上的车辆乘员有关的信息的有效技术。
为了解决上述问题，构成了本发明。本发明典型地适用于汽车中的用于检测与车辆乘员座椅上的车辆乘员有关的信息的检测系统，但对于汽车以外的车辆中的检测与车辆乘员座椅上的车辆乘员有关的信息的检测系统的构筑技术，本发明也同样适用。
(本发明的第1发明)解决上述问题的本发明的第一发明是技术方案1所述的车辆乘员检测系统。
技术方案1所述的该车辆乘员检测系统，构成用于检测与车辆乘员座椅上的车辆乘员有关的信息的系统，至少包括表面立体形状检测单元、数值化单元、存储单元、位置检测单元和处理单元。这里所说的“与车辆乘员有关的信息”，与就座于驾驶座、副驾驶座、后部座椅上的乘员有关，例如有该乘员的形状(体格或大小)、姿势、种类、有无等。
本发明的表面立体形状检测单元，朝向车辆乘员座椅配置，构成具有检测该车辆乘员座椅上的车辆乘员在单一视点下的表面立体形状的功能的单元。本结构，可通过在车室内安装用于检测三维立体图像的3D照相机来实现。这里所说的“单一视点”是指照相机的设置位置单一、即一处设定一台照相机的方式。因此，作为用于获得该单一视点下的图像的该照相机，可以使用一台单眼C-MOS 3D照相机或复眼立体3D照相机。本发明中，关于“单一视点”，只要至少具有用于设定朝向车辆乘员座椅的单一视点的结构即可，并不影响设置以其他目的使用的其他照相机及视点。并且，本发明的表面立体形状检测单元是朝向车辆乘员座椅配置的结构，能够检测出以车辆乘员、儿童座椅为代表的该车辆乘员座椅上的各种就座物在单一视点下的表面立体形状。通过使用这种用于检测三维立体图像的单元的检测对象，与用于检测二维图像的结构相比，即使在背景与车辆乘员的色差或皮肤与衣服的色差较小、检测处于前倾状态的车辆乘员的座高或检测处于前倾状态的车辆乘员的头部位置等情况下，也可以确保较高的检测精度。
本发明的数值化单元，构成具有将由表面立体形状检测单元所检测出的表面立体形状作为数值坐标而数值化的功能的单元。由此，可以将由表面立体形状检测单元所检测出的、车辆乘员座椅上的对象物在单一视点下的表面立体形状作为数值坐标而数值化。
本发明的存储单元，构成用于预先存储与人体各部位中的多个部位的表面立体形状有关的特征信息。这里所说的“多个部位”，可以从人体的头部、颈部、肩部、上臂、前臂、腰部、大腿、小腿、膝部、胸部等部位中适当选定。关于左右成对存在的部位，也可以由左右一对构成多个部位。这里所说的“特征信息”表示与规定部位的表面立体形状有关的特征，例如当从特定方向观察规定部位时，是指作为该规定部位所检测出的表面立体形状的种类等。具体而言，由于人体头部大体为球体，所以无论从上方还是侧方观察，头部的表面立体形状均被检测为凸形，将该特征信息预先存储到存储单元中。
本发明的位置检测单元，构成下述单元使由数值化单元数值化的数值坐标与预先存储在存储单元中的特征信息相关，由此来检测与车辆乘员的多个部位的位置有关的信息。即，在本发明中，进行如下处理将通过表面立体形状检测单元实际检测出的图像信息中、具有预先存储的规定部位的特征信息的部位确定为该规定部位，从而检测出该规定部位的位置。
本发明的处理单元，构成进行以下处理的单元利用由位置检测单元所检测出的信息计算规定的部位间距离，并且根据所计算出的该部位间距离导出车辆乘员的体格。
在本发明中，由于利用位置检测单元确定了多个部位的位置，因而可以通过使用该位置信息来计算规定的部位间距离。这里所说的“部位间距离”可以是以直线连接两个部位间的连线的长度，或者也可以是连续地连接三个以上部位的连线的长度。而且，由于车辆乘员的部位间距离大多与体格密切相关，因而可以通过预先使部位间距离与体格相关来判断车辆乘员的体格。在本发明中，作为部位间距离，可以采用车辆乘员的肩宽(两个肩关节之间的距离)、座高(肩部与腰部之间的距离)等。这样，在本发明中，可以利用车辆乘员的规定部位间距离的检测结果简便地检测出该车辆乘员的体格。
根据技术方案1中的上述结构的车辆乘员检测系统，通过导出与车辆乘员座椅上的车辆乘员有关的信息，能够简便且精确地检测出该车辆乘员的体格。
(本发明的第2发明)解决上述问题的本发明的第2发明是技术方案2所述的车辆乘员检测系统。
在技术方案2所述的该车辆乘员检测系统中，技术方案1所述的处理单元进行以下处理计算作为车辆乘员的规定部位间距离的肩宽，并且根据所计算出的车辆乘员的肩宽导出该车辆乘员的体格。其中，将车辆乘员的肩宽用作各种部位间距离中、与体格的相关性尤其高的部位间距离。
因此，根据技术方案2中的上述结构的车辆乘员检测系统，可以提高对车辆乘员体格的检测精度。
(本发明的第3发明)解决上述问题的本发明的第3发明是技术方案3所述的车辆乘员检测系统。
技术方案3所述的该车辆乘员检测系统，构成用于检测与车辆乘员座椅上的车辆乘员有关的信息的系统，至少包括表面立体形状检测单元、数值化单元、存储单元、位置检测单元、处理单元。本发明的表面立体形状检测单元、数值化单元、存储单元以及位置检测单元，构成与技术方案1所述的车辆乘员检测系统中的表面立体形状检测单元、数值化单元、存储单元以及位置检测单元相同的单元。特别是，在本发明的存储单元中预先存储与人体各部位中的至少一个规定部位的表面立体形状有关的特征信息。而且，在本发明的位置检测单元中，检测出与车辆乘员的至少一个规定部位的位置有关的信息。
本发明的处理单元构成进行以下处理的单元根据由位置检测单元所检测出的信息、即车辆乘员的至少一个规定部位的位置，判断车辆乘员是否以正常状态的姿势就座于车辆乘员座椅上的处理。这里所说的“正常状态”是指，在车辆乘员座椅上的正常位置(标准的就座位置)上，车辆乘员的背部紧贴座椅靠背，并且车辆乘员的头部靠近头枕前面部分的状态。该正常位置以外的区域，称为车辆乘员的非正常位置、即所谓的OOP(out of position)。例如，检测出车辆乘员头部位置的结果，发现该头部处于预先存储的标准区域内时，判断车辆乘员以正常状态的姿势就座于车辆乘员座椅上，当该头部处于预先存储的标准区域以外时，判断车辆乘员未以正常状态的姿势就座于车辆乘员座椅上。这样，在本发明中，利用对车辆乘员的规定部位的位置的检测结果，可以简便地检测出该车辆乘员的姿势。
根据技术方案3中的上述结构的车辆乘员检测系统，可以简便且精确地检测出该车辆乘员的姿势作为与车辆乘员座椅上的车辆乘员有关的信息。
(本发明的第4发明)解决上述问题的本发明的第四发明是技术方案4所述的动作装置控制系统。
在技术方案4所述的该动作装置控制系统中，至少包括技术方案1至技术方案3中任一项所述的车辆乘员检测系统、动作装置、驱动控制单元。
本发明的动作装置，构成根据由车辆乘员检测系统的处理单元所得到的信息进行动作的装置，由本发明的驱动控制单元进行驱动控制。作为该动作装置，可以适当采用以下结构报告所检测出的与车辆乘员有关的信息本身的结构；根据该信息改变气囊或安全带对乘员的约束方式的结构等。
因此，根据技术方案4所述的动作装置控制系统的这种结构，以与车辆乘员检测系统的检测结果相应的适当方式，对动作装置进行驱动控制，从而能够对动作装置进行细微的控制。
(本发明的第5发明)解决上述问题的本发明的第5发明是技术方案5所述的车辆。
技术方案5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、车辆乘员检测单元。发动机行驶系统构成与发动机及车辆的行驶有关的系统。电装系统构成与车辆所使用的电器元件有关的系统。驱动控制装置构成具有对发动机行驶系统及电装系统进行驱动控制的功能的装置。本发明的车辆乘员检测单元构成用于检测与车辆乘员座椅上的车辆乘员有关的信息。在本发明中，该车辆乘员检测单元使用技术方案1～3所述的车辆乘员检测系统构成。
根据这种结构，可以提供一种搭载有下述车辆乘员检测系统的车辆，该车辆乘员检测系统能够简便且精确地检测出与车辆乘员座椅上的车辆乘员有关的信息。
发明效果如上所述，根据本发明，通过用于检测车辆乘员座椅上的车辆乘员在单一视点下的表面立体形状的表面立体形状检测单元，特别是来检测车辆乘员的规定部位间距离及规定部位的位置，通过利用这一构成，可以简便且精确地检测出该车辆乘员的体格及姿势。
图1是表示本实施方式涉及的车辆搭载用的车辆乘员检测系统100的系统结构的图；图2是表示本实施方式的从照相机112一侧观察车内时的立体图；图3是本实施方式的用于控制动作装置210的“动作装置控制处理”的流程图；图4是本实施方式中的“体格判断处理”的流程图；图5是表示本实施方式中的像素的分割方式的图；图6是表示本实施方式中的分割处理图像C1的图；图7是表示本实施方式中的分割处理图像C2的图；图8是表示本实施方式中的部位特征信息的图；图9是表示本实施方式中的驾驶员C的各部位的检测结果的图；图10是本实施方式中的“姿势判断处理”的流程图。
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2，说明本发明中的“车辆乘员检测系统(车辆乘员检测单元)”的一个实施方式、即车辆乘员检测系统100的结构。
图1表示本实施方式涉及的车辆搭载用的车辆乘员检测系统100的系统结构。
本实施方式的车辆乘员检测系统100搭载于作为本发明中的“车辆”的汽车上，至少用于检测与车辆乘员有关的信息。如图1所示，该车辆乘员检测系统100以拍摄单元110、控制单元120为主体构成。该车辆乘员检测系统100与作为车辆侧的驱动控制装置的ECU200及动作装置210一起构成本发明中的“动作装置控制系统”。并且，该车辆包括未特别图示的、与发动机和车辆的行驶有关的系统即发动机行驶系统、与车辆所使用的电器元件有关的系统即电装系统、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，包括作为拍摄设备的照相机112和数据传送电路(省略图示)。照相机112，构成使用CCD(电荷耦合器件)或C-MOS，并以阵列状(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”)。该照相机112虽未特别图示，但包括光学透镜、构成CCD(电荷耦合器件)或C-MOS芯片的距离测量图像芯片，透过光学透镜而入射到距离测量图像芯片的光，在该距离测量图像芯片116的成像区域成像。并且，与该照相机112相关联地，还可以适当设置向对象物进行配光的光源。利用这种结构的照相机112，多次测量距对象物的距离信息并检测出表面立体形状，用于识别该对象物的有无、大小、位置、姿势、动作等。
上述结构的照相机112以埋入状设置在汽车的车辆前方的仪表板、A柱或前风挡玻璃周边，并且朝向1个或多个车辆乘员座椅配置。在此，作为该照相机112的设置形态的具体例子，在图2中表示从本实施方式的照相机112一侧观察车内的情况的立体图。如图2所示，在副驾驶座22一侧的A柱10的上部，以能够以驾驶座12上的车辆乘员C作为图像中心进行拍摄的朝向设置该照相机112。例如，如下进行设定当点火开关钥匙处于接通状态时，或当安装在驾驶座内的就座传感器(省略图示)检测到就座于该驾驶座上的车辆乘员时，开始利用该照相机112进行该拍摄。
本实施方式的控制单元120，还至少包括数字化单元130、存储单元150、运算单元(MPU)170、输入输出单元190以及未特别图示的周边装置等(参照图1)。
数值化单元130，具有图像处理部132，通过该图像处理部132执行用于获得品质优良的图像的照相机控制、用于对由照相机112拍摄的图像进行加工分析的图像处理控制。具体而言，在照相机控制中，进行帧频、快门时间、灵敏度调整及精度校正，并调整动态范围、亮度、白平衡等。在该图像处理控制中，执行图像的旋转校正、透镜失真校正、过滤运算、差分运算等的图像前处理运算及形状判断、追踪等图像识别处理运算。并且，在该数值化单元130中，执行将由照相机112检测出的表面立体形状作为数值坐标而数值化的处理。
存储单元150，具有存储部152，除了运算控制软件以外，还存储(记录)校正用数据及前处理用缓冲帧存储器数据、用于识别运算的定义数据及基准图案、数值化单元130的图像处理部132中的图像处理结果及运算单元170中的运算结果等。在后文中说明详细内容，本实施方式的存储单元150中存储有根据通过拍摄单元110所获得的表面立体形状的凹凸检测出人体各部位所需要的部位特征信息、表示人体规定部位间距离与体格的相关性的体格信息。预先存储的这些部位特征信息和体格信息用于后述的“体格判断处理”。该存储单元150(存储部152)相当于本发明中的“用于预先存储与人体各部位中的多个部位的表面立体形状有关的特征信息的存储单元”。
运算单元170，构成进行如下处理的单元根据通过图像处理部132的处理获得的信息，提取与作为对象物的车辆乘员(图2中的驾驶员C)有关的信息，具体而言，至少包括部位检测部172及体格检测部174。部位检测部172，具有用于检测由拍摄单元110所拍摄的图像中、驾驶员C的各部位中的预先设定的多个部位的位置的功能。体格检测部174，具有根据由部位检测部172所检测出的多个部位的位置计算规定的部位间距离，并根据该计算结果来检测该驾驶员C的体格的功能。该运算单元170的部位检测部172，构成本发明中的“用于检测与车辆乘员的规定部位的位置有关的信息的位置检测单元”、“用于检测与车辆乘员的规定部位的位置有关的信息的位置检测单元”。而且，运算单元170的体格检测部174，构成本发明中“进行下述处理的单元利用由位置检测单元所检测出的信息计算规定的部位间距离，并且根据所计算出的该部位间距离导出所述车辆乘员的体格”。
输入输出单元190，在与用于对车辆进行整体控制的ECU200之间，输入与车辆有关的信息、与周边交通状况有关的信息、与天气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示例，例如有车门的开闭，安全带的佩戴解开、制动器的动作、车速、转向操舵角等。在本实施方式中，ECU200根据该输入输出单元190所输出的信息向作为驱动对象的动作装置210输出驱动控制信号。该动作装置210相当于本发明中的“动作装置”，用于对该动作装置210进行驱动控制的ECU200相当于本发明中的“驱动控制单元”。作为该动作装置210的具体示例，例如有为了利用气囊或安全带约束乘员而动作的乘员约束装置；进行与报告或警报有关的输出(显示输出、声音输出等)的装置等。
接着，在图1和图2的基础上，参照图3至图9说明上述结构的车辆乘员检测系统100的动作。
在图3中表示本实施方式的用于控制动作装置210的“动作装置控制处理”的流程图。在本实施方式中，根据图1中的车辆乘员检测系统100的检测结果，由ECU200执行该“动作装置控制处理”。
在该动作装置控制处理中，首先在图3中的步骤S100中执行体格判断处理。下文对详细情况进行说明，当在步骤S120中，动作装置210的动作条件成立时，从图1中的存储单元150(存储部152)读取在该体格判断处理中获得的体格判断信息，在步骤S130中向动作装置210输出驱动控制信号。由此，可以根据体格判断信息对动作装置210进行控制。
在图4中表示本实施方式中的“体格判断处理”的流程图。在本实施方式中，由图1中的车辆乘员检测系统100的控制单元120执行该“体格判断处理”。
在该体格判断处理中，首先在图4的步骤S101中，通过照相机112以驾驶员(图2中的驾驶员C)作为图像中心进行拍摄。该照相机112，是用于检测驾驶座(图2中的驾驶座12)上的驾驶员C在单一视点下的表面立体形状的照相机，构成本发明中的“表面立体形状检测单元”。这里所说的“单一视点”是指照相机的设置部位单一、即一处设定一台照相机的方式。因此，作为用于获得单一视点下的图像的照相机112，可以采用一台单眼C-MOS3D照相机或复眼立体3D照相机。
然后，在图4的步骤S102中，通过立体法检测驾驶员C的表面立体形状。该立体法是公知技术，在此省略详细说明，即，像人眼一样左右配置照相机，根据由左侧照相机和右侧照相机拍摄的两张图像求出照相机间的视差，根据该视差测量距离图像。
接着，在图4中的步骤S103，进行将在步骤S102中得到的表面立体形状的点图像分割成多个像素的分割处理。由图1中的数值化单元130的图像处理部132执行该分割处理。在该分割处理中，表面立体形状的点图像被分割为(X64)×(Y64)×(Z32)立体格子。在图5中表示本实施方式的像素的分割方式。如图5所示，以照相机的拍摄面中心为原点，以左右方向为X轴，以上下方向为Y轴，以前后方向为Z轴。关于表面立体形状的点图像，将X轴和Y轴的一定范围分割为64像素，将Z轴的一定范围分割为32像素。另外，当多个点重叠于同一像素时，取其平均值。通过这种处理，得到了例如图6所示的表面立体形状的分割处理图像C1。在图6中表示本实施方式的分割处理图像C1。该分割处理图像C1，对应于从照相机112一侧观察驾驶员C时的立体图，表示以照相机112为中心的坐标系。进而得到了图7所示的变换成以车体为中心的坐标系的分割处理图像C2。在图7中表示本实施方式的分割处理图像C2。如上所述，进行用于获得分割处理图像C1和C2的处理的图像处理部132，是将由照相机112检测出的表面立体形状作为数值坐标而数值化的数值化单元，对应于本发明中的“数值化单元”。
接着，在图4的步骤S104中，进行读取预先存储在存储单元150(存储部152)中的部位特征信息的处理。在图8中表示本实施方式的部位特征信息。
如图8所示，当与车辆座椅上下方向及车辆座椅前后方向平行地扫描人体各部位的表面立体形状时，关于该形状具有各个特征。即，由于头部大体为球体，所以无论是与车辆座椅上下方向平行地扫描其表面立体形状时，还是与车辆座椅前后方向平行地扫描其表面立体形状时，均检测出为凸形。颈部，当与车辆座椅上下方向平行地扫描其表面立体形状时检测出为凹形，当与车辆前后方向平行地扫描时检测出为凸形。肩部，当与车辆座椅上下方向平行地扫描其表面立体形状时检测出为倾斜状，当与车辆座椅前后方向平行地扫描时检测出为凸形。上臂，当与车辆座椅前后方向平行地扫描其表面立体形状时，检测出为凸形；前臂，当与车辆座椅上下方向平行地扫描其表面立体形状时，检测出为凸形。腰部，利用其是从车辆座椅的座面(座垫)上的最后部边缘向前方的一定距离这一情况来检测出。大腿，当与车辆座椅上下方向平行地扫描其表面立体形状时，检测出为凸形；小腿，当与车辆前后方向平行地扫描其表面立体形状时，检测出为凸形。膝部，利用其为大腿与小腿的交点这一情况来检测出。
接着，在图4的步骤S105中，根据图8所示的上述部位特征信息检测驾驶员C的规定部位。由图1中的运算单元170的部位检测部172执行该检测处理。具体而言，通过将图8所示的各部位的部位特征信息应用于图7所示的分割处理图像C2(与其建立相关)，可以检测出驾驶员C的各部位。例如，在图7中，具有图8中的头部的特征信息的部位被检测(确定)为驾驶员C的头部。这样，在图9中表示本实施方式中的驾驶员C的各部位的检测结果。在图9中标注标号A～H的各部位对应于图8中的各部位A～H。例如图9中标注标号A的部位被检测为驾驶员C的头部。
另外，步骤S104及步骤S105中的对驾驶员C的规定部位的检测，以通过照相机112拍摄的图像是人作为条件来执行。具体而言，当判断图7所示的分割处理图像C1是表示人以外的物体或儿童座椅的图像时，可以中止步骤S104以后的处理，结束体格判断处理。
接着，在图4的步骤S106中，根据在步骤S105中检测出的各部位的位置关系判断驾驶员C的体格。由图1中的运算单元170的体格检测部174执行该判断处理。具体而言，利用各部位的三维位置信息计算规定的部位间距离，根据该计算结果判断(推测)驾驶员C的体格。例如，设肩部的三维坐标为(a，b，c)，腰部的三维坐标为(d，e，f)时，肩部与腰部之间的部位间距离L为L＝((d-a)2+(e-b)2+(f-c)2)0.5。利用这种计算方法，求出头部～颈部～肩部～腰部～膝部的部位间距离。如果预先存储这些部位间距离与体格的相关，则可以根据该部位间距离的大小等判断出驾驶员C的体格。这时的部位间距离，可以是以直线连接两个部位间的连线的长度，或者也可以是连续地连接三个以上部位的连线的长度。这样，在本实施方式中，可以利用驾驶员C的规定的部位间距离的检测结果，简便地检测出驾驶员C的体格。
或者，在像肩宽及座高这样确认了与体格相关的相关性的情况下，根据两个肩关节(由肩胛骨和上臂骨构成的关节)的位置求出肩宽及座高，由此也可以判断出驾驶员C的体格。
特别是，在人体的各种部位间距离中，肩宽与体格的相关性尤为高，因而通过根据肩宽导出体格，可以提高驾驶员C的体格判断精度。另外，用于规定车辆乘员肩部位置的肩关节是肩部的拐点，因人不同而存在偏差。因此，当检测该肩关节的位置时，优选历时性地检测出从颈部的根部到上臂部的区域的多个部位。
而且，在本实施方式中，由于通过照相机112检测三维立体图像，因而可以消除检测二维图像的结构中存在的未考虑图像纵深的问题，例如即使在检测处于前倾状态的驾驶员C的座高时，也可以确保较高的检测精度。
在步骤S107中，将由体格检测部174导出的、驾驶员C的该体格判断结果存储到存储单元150(存储部152)中。也可以将该体格判断结果存储到ECU200中。
在图3的步骤S110中动作装置210的动作条件成立时，在步骤S120从图1中的存储单元150(存储部152)读取在步骤S107中存储的体格判断信息。然后，在图3中的步骤S130中，从ECU相对动作装置210输出驱动控制信号。
当动作装置210是为了利用气囊或安全带约束乘员而动作的乘员约束装置时，由于发生车辆碰撞或者预测到车辆碰撞，动作条件成立，可以根据体格判断结果改变向动作装置210输出的驱动控制信号。例如可以进行下述控制根据车辆乘员的体格大小改变气囊的展开膨胀力。
另外，在本实施方式中，可以代替图4中的“体格判断处理”，或者在该处理的基础上，进行用于判断驾驶员C的姿势的处理。即，在本发明中，控制单元120可以采用至少进行判断驾驶员C的体格的处理及判断驾驶员C的姿势的处理中的至少一种处理的结构。
在图10中表示本实施方式中的“姿势判断处理”的流程图。在本实施方式中，由图1中的车辆乘员检测系统100的控制单元120执行该“姿势判断处理”。这时的控制单元120相当于本发明中的“进行判断车辆乘员是否以正常状态的姿势就座于车辆乘员座椅上的处理的单元”。
通过与图4中的步骤S101～S105相同的处理执行图10所示的步骤S201～S205。
在图10的步骤S206中，根据在步骤S205中检测出的一个或多个规定部位的位置判断驾驶员C的姿势。具体而言，判断驾驶员C是否以正常状态的姿势就座于驾驶座12上。这里所说的“正常状态”是指，在驾驶座12上的正常位置(标准就座位置)上，驾驶员C的背部紧贴座椅靠背并且车辆乘员的头部靠近头枕的前面部分的状态。除该正常位置以外的区域，称为驾驶员C的非正常位置、即所谓OOP(out ofposition)。例如，检测驾驶员C的头部位置的结果，当该头部处于预先存储的标准区域内时，判断为驾驶员C以正常状态的姿势就座于驾驶座12上，当该头部处于预先存储的标准区域以外时，判断为驾驶员C未以正常状态的姿势就座于驾驶座12上，典型的为以前倾状态就座。作为规定部位，除了驾驶员C的头部以外，还可以选定颈部、肩部、上臂、前臂、腰部、大腿、小腿、膝部、胸部等。如上所述，在本实施方式中，利用驾驶员C的规定部位的位置的检测结果，可以简便地检测出驾驶员C的姿势。
在步骤S207中，将驾驶员C的该姿势判断结果存储到存储单元150(存储部152)中。也可以将该姿势判断结果存储到ECU200中。
在图3的步骤S110中动作装置210的动作条件成立时，从存储单元150(存储部152)读取在步骤S207中存储的体格判断信息，从ECU200相对动作装置210输出驱动控制信号。
当动作装置210是为了利用气囊或安全带约束乘员而动作的乘员约束装置时，由于发生车辆碰撞或者预测到车辆碰撞，动作条件成立，可以根据姿势判断结果改变向动作装置210输出的驱动控制信号。例如，当为车辆乘员的头部处于气囊附近的姿势时，为了尽量抑制头部与气囊的干涉，可以进行控制以降低该气囊的展开膨胀力，或使其不再展开。
如上所述，根据本实施方式的车辆乘员检测系统100，通过执行图4中的“体格判断处理”、图10中的“姿势判断处理”，可以简便且精确地检测出该驾驶员C的体格、姿势，作为与驾驶座12上的驾驶员C有关的信息。特别是，由于采用了由照相机112检测三维立体图像的结构，所以与检测二维图像的结构相比，即使在背景与驾驶员C的色差、皮肤与衣服的色差较小时、检测处于前倾状态的驾驶员C的座高时、检测处于前倾状态的驾驶员C的头部位置等情况下，也可以确保较高的检测精度。而且，由于作为各种部位间距离中与体格相关性尤其高的部位间距离，采用人体的肩宽，因此，通过根据肩宽导出体格，可以提高对驾驶员C的体格检测精度。
根据本实施方式，通过以与车辆乘员检测系统100的检测结果相应的适当方式对动作装置210进行驱动控制，可以对动作装置210进行细微控制。
根据本实施方式，可以提供一种搭载了下述车辆乘员检测系统100的车辆，该车辆乘员检测系统100能够简便且精确地检测出与驾驶座12上的驾驶员C的体格及姿势有关的信息。
(其他实施方式)另外，本发明不限于上述实施方式，可以考虑进行各种应用、变形。例如也可以实施应用了上述实施方式的以下各种实施方式。
在上述实施方式中，虽然描述了将驾驶座12上的驾驶员C作为照相机112的检测对象的情况，但是在本发明中，除了驾驶员以外，也可以将副驾驶座或后部座椅上的车辆乘员作为照相机112的检测对象。这时，可以根据需要在汽车的车辆前方的仪表板、车柱、车门、挡风玻璃、座椅等各种车体构成部分上适当设置照相机112。
此外，在上述实施方式中，虽然描述了安装在汽车上的车辆乘员检测系统100的结构，但是本发明能够适用于安装到以汽车为代表的飞机、船舶、公共汽车、电车等各种车辆上的车辆乘员检测系统的结构。
权利要求
1.一种车辆乘员检测系统，其特征在于，包括表面立体形状检测单元，朝向车辆乘员座椅设置，用于检测该车辆乘员座椅上的车辆乘员在单一视点下的表面立体形状；数值化单元，将由所述表面立体形状检测单元所检测出的表面立体形状作为数值坐标而数值化；存储单元，预先存储人体各部位中与多个部位的表面立体形状有关的特征信息；位置检测单元，使由所述数值化单元数值化了的数值坐标与预先存储在所述存储单元中的所述特征信息相关，由此检测出与所述车辆乘员的多个部位的位置有关的信息；以及处理单元，进行如下处理利用由所述位置检测单元所检测出的信息计算规定部位间距离，根据所计算出的该部位间距离导出所述车辆乘员的体格。
2.根据权利要求1所述的车辆乘员检测系统，其特征在于所述处理单元进行如下处理计算作为所述车辆乘员的规定部位间距离的肩宽，并根据所计算出的所述车辆乘员的肩宽导出该车辆乘员的体格。
3.一种车辆乘员检测系统，其特征在于，包括表面立体形状检测单元，朝向车辆乘员座椅设置，用于检测该车辆乘员座椅上的车辆乘员在单一视点下的表面立体形状；数值化单元，将由所述表面立体形状检测单元所检测出的表面立体形状作为数值坐标而数值化；存储单元，预先存储人体各部位中与规定部位的表面立体形状有关的特征信息；位置检测单元，使由所述数值化单元数值化了的数值坐标与预先存储在所述存储单元中的所述特征信息相关，由此检测出与所述车辆乘员的规定部位的位置有关的信息；以及处理单元，进行如下处理根据由所述位置检测单元所检测出的信息判断所述车辆乘员是否以正常状态的姿势就座于所述车辆乘员座椅上。
4.一种动作装置控制系统，其特征在于，包括权利要求1～3中任一项所述的车辆乘员检测系统；动作装置，根据由所述车辆乘员检测系统的处理单元所得到的信息进行动作；和驱动控制单元，对所述动作装置进行驱动控制。
5.一种车辆，具有发动机行驶系统、电装系统、对所述发动机行驶系统及电装系统进行驱动控制的驱动控制装置以及用于检测与车辆乘员座椅上的车辆乘员有关的信息的车辆乘员检测单元，其特征在于，所述车辆乘员检测单元采用权利要求1～3中任一项所述的车辆乘员检测系统构成。
全文摘要
本发明提供一种车辆乘员检测系统、动作装置控制系统及车辆。在搭载于车辆中的车辆乘员检测系统中，可以简便且精确地检测出与车辆乘员座椅上的车辆乘员有关的信息的有效技术。搭载于车辆中的车辆乘员检测系统(10)形成下述结构利用通过照相机(112)来检测车辆乘员在单一视点下的表面立体形状的结构，检测出该车辆乘员的规定部位间距离和规定部位的位置，由此检测出该车辆乘员的体格和姿势。
文档编号B60R21/015GK101093164SQ20071011213
公开日2007年12月26日 申请日期2007年6月19日 优先权日2006年6月20日
发明者青木洋, 横尾正登, 箱守裕 申请人:高田株式会社