專利名稱：對象物檢測系統(tǒng)、工作裝置控制系統(tǒng)、車輛、對象物檢測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種車載乘員信息檢測系統(tǒng)，特別涉及檢測與車輛乘員座椅上的對象物有關(guān)的信息的技術(shù)。
背景技術(shù)：
以往，公知有利用照相機等攝像裝置，檢測與車輛座椅上的就座物有關(guān)的信息的各種技術(shù)。例如，在下述專利文件1中公開了使用設(shè)置在車輛乘員前方的單一的照相機，檢測該車輛乘員的位置的乘員檢測裝置的結(jié)構(gòu)。
專利文獻(xiàn)1特開2003-294855號公報但是，如上述專利文獻(xiàn)1所述的乘員檢測裝置，在使用照相機檢測與車輛乘員有關(guān)的信息的情況下，公知的是，照相機的視角越廣，鏡頭的亮度越低，并且與中央?yún)^(qū)域相比，在周邊部產(chǎn)生失真。因此，如果要想使用一臺照相機一次檢測多個車輛乘員時，因鏡頭的特性上的圖像變暗、失真而導(dǎo)致與車輛乘員有關(guān)的信息的檢測精度下降，在這種情況下需要價格高昂的照相機。為了提高檢測精度而使用視角狹窄的照相機時，存在能夠檢測的車輛乘員的數(shù)量有限，難以檢測與所希望的數(shù)量的車輛乘員有關(guān)的信息的問題。具體而言，使用一臺視角有限的照相機，雖然能夠檢測副駕駛座，但有時使用該照相機難以同時檢測駕駛座和副駕駛座雙方座椅，在這種情況下需要多個照相機。因而在設(shè)計這種檢測系統(tǒng)時，為了實現(xiàn)低成本化而要求能夠抑制照相機的視角，并且進行對精確地檢測與對象物有關(guān)的信息有效的視角設(shè)定的技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述問題而提出的，其目的在于在使用單一視點的照相機檢測與乘員座椅上的對象物有關(guān)的信息的對象物檢測系統(tǒng)中，提供一種可以有效地設(shè)定該照相機的合理視野的技術(shù)。
為了解決上述問題而構(gòu)成本發(fā)明。本發(fā)明能夠典型地應(yīng)用于在汽車中檢測車輛乘員座椅上的對象物有關(guān)的信息的對象物檢測系統(tǒng)，但是本發(fā)明也可以同樣應(yīng)用在汽車之外的車輛，例如與飛機、船舶、電車、公共汽車等有關(guān)的對象物檢測系統(tǒng)的構(gòu)筑技術(shù)。
本發(fā)明的第一發(fā)明解決上述問題的本發(fā)明的第一發(fā)明是技術(shù)方案1所述的對象物檢測系統(tǒng)。
技術(shù)方案1所述的該對象物檢測系統(tǒng)是檢測與車輛乘員座椅上的對象物有關(guān)的信息的系統(tǒng)，特別是至少包括照相機和處理單元。在此所稱的“對象物”中包括車輛乘員、車輛乘員之外的載置物、兒童座椅、嬰兒座椅等。并且，在本發(fā)明中“與對象物有關(guān)的信息”廣泛地包含對象物的有無、尺寸、位置、姿勢等。在對象物為車輛乘員時，作為與對象物有關(guān)的信息，可舉出車輛乘員的有無、車輛乘員的尺寸(體格等級)、車輛乘員的位置、車輛乘員的各身體部位的位置、形狀、車輛乘員的姿勢等。
本發(fā)明的照相機，構(gòu)成得到與在車室內(nèi)朝向車輛后方的單一視點有關(guān)的圖像的單元(攝像單元或拍攝單元)。關(guān)于該照相機的視點，設(shè)想從比前部座椅更靠前的位置朝向車輛后方的情況、從比前部座椅更靠上的位置朝向車輛后方的情況。在此所稱“單一視點”，用于表示照相機的設(shè)置位置單一，即一臺照相機設(shè)定在一個部位上的形態(tài)。因此，作為獲得與單一視點有關(guān)的圖像的該照相機，能夠使用單眼C-MOS 3D照相機、復(fù)眼立體3D照相機，也可以使用2D照相機。在本發(fā)明中，通過獲得與該單一視點有關(guān)的圖像的照相機，可獲得車輛乘員座椅上的對象物的圖像。此時，在通過對象物的立體圖像識別該對象物的有無、尺寸、位置、姿勢等的情況下，可以使用單眼C-MOS3D照相機、復(fù)眼立體3D照相機，在僅檢測該對象物的有無、外形(輪廓)就足夠的情況下，可以使用2D照相機。
本發(fā)明的處理單元，構(gòu)成根據(jù)通過照相機得到的圖像，進行導(dǎo)出與車輛乘員座椅上的對象物有關(guān)的信息的處理的單元。通過該處理單元，可導(dǎo)出與車輛乘員座椅上的對象物有關(guān)的信息。在本發(fā)明中，該處理手段包括圖像處理功能，進行用于獲得品質(zhì)良好的圖像的照相機的控制、用于對拍攝后的圖像進行加工分析的圖像處理控制；和存儲功能，記錄(存儲)校正用的數(shù)據(jù)、前期處理用的緩沖幀存儲器、用于識別運算的定義數(shù)據(jù)、基準(zhǔn)圖形。
特別是在本發(fā)明中，關(guān)于上述照相機的結(jié)構(gòu)，該照相機的視野包含由從單一視點通過駕駛座的左右方向的中央?yún)^(qū)域向車輛后方延伸的第一視線以及從該單一視點通過副駕駛座的左右方向的中央?yún)^(qū)域向車輛后方延伸的第二視線劃分的區(qū)域。在這種情況下，照相機的視野只要包含由第一視線和第二視線劃分的區(qū)域即可，可以進行大致與該區(qū)域一致的區(qū)域的設(shè)定，除了包含該區(qū)域之外，比該區(qū)域更廣的設(shè)定。駕駛座的左右方向的中央?yún)^(qū)域與駕駛座上的對象物的中心部分大致一致，副駕駛座的左右方向的中央?yún)^(qū)域與副駕駛座上的對象物的中心部分大致一致。因此，在這種視野中，駕駛座上的對象物和副駕駛座上的對象物的各一半的量進入照相機的視野范圍內(nèi)。在作為對象物的一個例子的車輛乘員的情況下，駕駛座乘員的半身和副駕駛座乘員的半身進入視野范圍。
但是，在使用照相機檢測與對象物有關(guān)的信息的情況下，公知的是，照相機的視角越廣，鏡頭的亮度越低，并且與中央?yún)^(qū)域相比，在周邊部產(chǎn)生失真。因此，如果要想使用一臺照相機一次檢測多個對象物時，因鏡頭的特性上的圖像變暗、失真而導(dǎo)致檢測精度下降，在這種情況下需要價格高昂的照相機。為了提高檢測精度而使用視角狹窄的照相機時，能夠檢測的對象物的數(shù)量有限，難以檢測所希望的數(shù)量的對象物。因而在本發(fā)明中，進行視野設(shè)定，以使駕駛座上的對象物和副駕駛座上的對象物的各一半的量進入照相機的視野范圍內(nèi)。即，在本發(fā)明中，極力抑制照相機整體的視角，并且關(guān)于有限的該視野，設(shè)定視野的等分，以使駕駛座上的對象物和副駕駛座上的對象物的各一半的量進入照相機的視野范圍內(nèi)。
另外，在駕駛座和副駕駛座能夠在前后方向上滑動的情況下，也可以設(shè)定為使在駕駛座和副駕駛座最大限度地滑動至車輛最前方的位置中的駕駛座上的對象物和副駕駛座上的對象物的各一半的量進入照相機的視野范圍內(nèi)。
根據(jù)這種視野設(shè)定，通過抑制照相機的視角，能夠?qū)崿F(xiàn)低成本化，并且能夠提高對象物的檢測精度，另外通過對有限的視野進行等分而檢測各一半的量，能夠精確地獲得與駕駛座上的對象物和副駕駛座上的對象物有關(guān)的信息。其依據(jù)如下的考慮設(shè)想對象物為車輛乘員時，由于人體的立體形狀左右大致對稱，因而只要能夠至少精確地檢測車輛乘員的半身的圖像，就可以推定該車輛乘員整體，從而能夠獲得同樣的高檢測精度的信息。
因此，根據(jù)技術(shù)方案1所述的對象物檢測系統(tǒng)的這種結(jié)構(gòu)，通過抑制照相機的視角，能夠?qū)崿F(xiàn)低成本化，并且能夠提高對象物的檢測精度，另外通過有效利用有限的視野能夠獲得與對象物有關(guān)的所希望的信息，能夠設(shè)定照相機的合理的視野。
另外，由本發(fā)明的對象物檢測系統(tǒng)檢測車的、與對象物有關(guān)的信息能夠適當(dāng)?shù)赜迷跒榱思s束車輛乘員而進行工作的乘員約束單元，例如與氣囊裝置、安全帶裝置、警報設(shè)備(顯示輸出、聲音輸出等)等有關(guān)的控制中。并且，本發(fā)明關(guān)于“單一視點”，只要是具有使用進行車輛乘員座椅上的單一視點設(shè)定的單一的照相機的結(jié)構(gòu)即可，不與以其它目的而使用的關(guān)于其它照相機、視點的設(shè)置沖突。
本發(fā)明的第二發(fā)明解決上述問題的本發(fā)明的第二發(fā)明是技術(shù)方案2所述的對象物檢測系統(tǒng)。
技術(shù)方案2所述的該對象物檢測系統(tǒng)，在技術(shù)方案1所述的結(jié)構(gòu)中，形成在由第一視線和第二視線劃分的照相機的視野中包含后部座椅的區(qū)域的結(jié)構(gòu)。根據(jù)技術(shù)方案2所述的對象物檢測系統(tǒng)的這種結(jié)構(gòu)，能夠進行除了駕駛座上的對象物和副駕駛座上的對象物以外，關(guān)于后部座椅上的對象物也能夠獲得所希望的信息的、更加合理的視野設(shè)定。
另外，在本發(fā)明中，優(yōu)選通過照相機視野中心的視線與后部座椅的區(qū)域大致一致的結(jié)構(gòu)。在此，照相機的視野中心區(qū)域為難以產(chǎn)生鏡頭的特性上的圖像變暗、失真的區(qū)域。并且，雖然與前部座椅相比，后部座椅更遠(yuǎn)離照相機，但是由于照相機的視野中心區(qū)域變亮且沒有失真，因而未出現(xiàn)檢測精度的降低。從而根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，不僅是前部座椅上的對象物，關(guān)于后部座椅上的對象物，也能夠精確地檢測所希望的信息。
本發(fā)明的第三發(fā)明解決上述問題的本發(fā)明的第三發(fā)明是技術(shù)方案3所述的對象物檢測系統(tǒng)。
在技術(shù)方案3所述的該對象物檢測系統(tǒng)中，技術(shù)方案1或2所述的照相機的視野，由于不必覆蓋駕駛座、副駕駛座的整個區(qū)域，因而俯視圖中的視角設(shè)定為大約在110度以下。
根據(jù)技術(shù)方案3所述的對象物檢測系統(tǒng)的這種結(jié)構(gòu)，通過將照相機的視角設(shè)定得大約在110度以下，能夠使用平均尺寸、亮度的價格低廉的鏡頭，能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)的成本降低。
本發(fā)明的第四發(fā)明解決上述問題的本發(fā)明的第四發(fā)明是技術(shù)方案4所述的對象物檢測系統(tǒng)。
在技術(shù)方案4所述的該對象物檢測系統(tǒng)中，技術(shù)方案1至3中的任一項所述的處理單元的結(jié)構(gòu)如下根據(jù)通過具有由第一視線和第二視線劃分的視野的照相機獲得的圖像，檢測駕駛座上的對象物和副駕駛座上的對象物的各一半的量，由此判斷該對象物的有無、尺寸、位置、姿勢中的至少一個。典型地說，除了判斷對象物的有無之外，當(dāng)該對象物存在時，能夠判斷與該對象物的尺寸、位置、姿勢中的至少一個。
根據(jù)技術(shù)方案4所述的對象物檢測系統(tǒng)的這種結(jié)構(gòu)，通過檢測駕駛座上的對象物和副駕駛座上的對象物的各一半的量，能夠判斷該對象物的有無、尺寸、位置、姿勢中的至少一個，因而合理。
本發(fā)明的第五發(fā)明解決上述問題的本發(fā)明的第五發(fā)明是技術(shù)方案5所述的對象物檢測系統(tǒng)。
技術(shù)方案5所述的該對象物檢測系統(tǒng)，在技術(shù)方案1至4中的任一項所述的結(jié)構(gòu)中，至少根據(jù)從照相機距該對象物的表面的距離或該對象物的立體形狀來識別乘員座椅上的對象物。
根據(jù)技術(shù)方案5所述的對象物檢測系統(tǒng)的這種結(jié)構(gòu)，能夠至少根據(jù)從照相機距該對象物的表面的距離或該對象物的立體形狀來識別乘員座椅上的對象物。
本發(fā)明的第六發(fā)明解決上述問題的本發(fā)明的第六發(fā)明是技術(shù)方案6所述的工作裝置控制系統(tǒng)。
技術(shù)方案6所述的該工作裝置控制系統(tǒng)，至少包括技術(shù)方案1至5中的任一項所述的對象物檢測系統(tǒng)、工作裝置以及驅(qū)動控制單元。本發(fā)明的工作裝置是根據(jù)由對象物檢測系統(tǒng)的處理單元導(dǎo)出的信息進行工作的裝置，該工作裝置中包含進行警報輸出的警報裝置、為了利用氣囊、安全帶約束乘員而進行工作的乘員約束裝置或根據(jù)乘員進行調(diào)整的裝置(例如對座椅的頭枕的高度進行調(diào)整的裝置)等。本發(fā)明的驅(qū)動控制單元，構(gòu)成對工作裝置進行驅(qū)動控制的單元。
根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，通過以對應(yīng)于基于對象物檢測系統(tǒng)的處理單元的對象物的檢測結(jié)果的適合形態(tài)對工作裝置進行驅(qū)動控制，能夠?qū)崿F(xiàn)工作裝置的非常細(xì)微的控制。
本發(fā)明的第七發(fā)明解決上述課題的本發(fā)明的第七發(fā)明是技術(shù)方案7所述的車輛。
技術(shù)方案7所述的該車輛，至少包括發(fā)動機行駛系統(tǒng)、電裝系統(tǒng)、驅(qū)動控制裝置、對象物檢測單元。發(fā)動機行駛系統(tǒng)構(gòu)成與發(fā)動機以及車輛的行駛有關(guān)的系統(tǒng)。電氣系統(tǒng)構(gòu)成與車輛所使用的電氣元件有關(guān)的系統(tǒng)。驅(qū)動控制裝置構(gòu)成具有對發(fā)動機行駛系統(tǒng)及電氣系統(tǒng)進行驅(qū)動控制的功能的裝置。對象物檢測單元，構(gòu)成檢測與車輛乘員座椅上的對象物有關(guān)的信息的單元。在本發(fā)明中，該對象物檢測單元使用技術(shù)方案1至5中任一項所述的對象物檢測系統(tǒng)構(gòu)成。
根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，提供一種裝載有能夠設(shè)定照相機的合理視野的對象物檢測系統(tǒng)的車輛。
本發(fā)明的第八發(fā)明解決上述問題的本發(fā)明的第八發(fā)明是技術(shù)方案8所述的對象物檢測方法。
技術(shù)方案8所述的該對象物檢測方法是使用獲得與在車室內(nèi)朝向車輛后方的單一視點有關(guān)的圖像的照相機，檢測與車輛乘員席上的對象物有關(guān)的信息的方法。在該對象物檢測方法中，特別是關(guān)于照相機的設(shè)定，設(shè)定包含由從單一視點通過駕駛座的左右方向的中央?yún)^(qū)域向車輛后方延伸的第一視線以及從該單一視點通過副駕駛座的左右方向的中央?yún)^(qū)域向車輛后方延伸的第二視線劃分的區(qū)域的視野，由此對上述視野進行等分，以使駕駛座上的對象物和副駕駛座上的對象物的各一半的量進入視野范圍內(nèi)。在該方法中，能夠使用與作為技術(shù)方案1所述的對象物檢測系統(tǒng)的構(gòu)成元件的照相機相同的照相機。
因此，根據(jù)技術(shù)方案8所述的對象物檢測方法，通過抑制照相機的視角，能夠?qū)崿F(xiàn)低成本化，并且能夠提高對象物的檢測精度，另外通過有效利用有限的視野能夠獲得與對象物有關(guān)的所希望的信息。
本發(fā)明的第九發(fā)明解決上述問題的本發(fā)明的第九發(fā)明是技術(shù)方案9所述的對象物檢測方法。
在技術(shù)方案9所述的該對象物檢測方法中，關(guān)于技術(shù)方案8所述的照相機的設(shè)定，設(shè)定為在由第一視線和第二視線劃分的該照相機的視野中包含后部座椅的區(qū)域。在該方法中，能夠使用與作為技術(shù)方案2所述的對象物檢測系統(tǒng)的構(gòu)成元件的照相機相同的照相機。
因此，根據(jù)技術(shù)方案9所述的對象物檢測方法，能夠進行除了駕駛座上的對象物和副駕駛座上的對象物以外，關(guān)于后部座椅上的對象物也能夠獲得所希望的信息的、更加合理的視野設(shè)定。
另外，在本發(fā)明中，優(yōu)選通過照相機視野中心的視線與后部座椅的區(qū)域大致一致的設(shè)定。在此，照相機的視野中心區(qū)域為難以產(chǎn)生鏡頭的特性上的圖像變暗、失真的區(qū)域。并且，雖然與前部座椅相比，后部座椅更遠(yuǎn)離照相機，但是由于照相機的視野中心區(qū)域變亮且沒有失真，因而未出現(xiàn)檢測精度的降低。因此，根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，不僅是前部座椅上的對象物，關(guān)于后部座椅上的對象物，也能夠精確地檢測所希望的信息。
本發(fā)明的第十發(fā)明解決上述問題的本發(fā)明的第十發(fā)明是技術(shù)方案10所述的對象物檢測方法。
在技術(shù)方案10所述的該對象物檢測方法中，關(guān)于技術(shù)方案8或9所述的照相機的設(shè)定，視野的俯視圖中的視角設(shè)定為大約在110度以下。在該方法中，能夠使用與作為技術(shù)方案3所述的對象物檢測系統(tǒng)的構(gòu)成元件的照相機相同的照相機。
因此，根據(jù)技術(shù)方案10所述的對象物檢測方法，通過將照相機的視角設(shè)定得大約在110度以下，能夠使用平均尺寸、亮度的價格低廉的鏡頭，能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)的成本降低。
本發(fā)明的第十一發(fā)明解決上述問題的本發(fā)明的第十一發(fā)明是技術(shù)方案11所述的對象物檢測方法。
技術(shù)方案11所述的該對象物檢測方法，在技術(shù)方案8至10中的任一項所述的方法中，其是如下的方法根據(jù)通過具有由第一視線和第二視線劃分的視野的照相機獲得的圖像，檢測駕駛座上的對象物和副駕駛座上的對象物的各一半的量，由此判斷該對象物的有無、尺寸、位置、姿勢中的至少一個。典型地說，除了判斷對象物的有無之外，當(dāng)該對象物存在時，能夠判斷與該對象物的尺寸、位置、姿勢中的至少一個。根據(jù)技術(shù)方案4記載的對象物檢測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，通過分別檢測駕駛座上的半個對象物和副駕駛座上的半個對象物，能夠合理地判斷該對象物的有無、尺寸、位置、姿勢中的至少一個。
因此，利用技術(shù)方案11所述的對象物檢測方法時，通過檢測駕駛座和副駕駛座上的各個對象物的一半，能夠判斷該對象物的有無、尺寸、位置、姿勢中的至少一個，因而合理。
本發(fā)明的第十二發(fā)明解決上述問題的本發(fā)明的第十二發(fā)明是技術(shù)方案12所述的對象物檢測方法。
技術(shù)方案12所述的該對象物檢測方法，在技術(shù)方案8至11中的任一項所述的方法中，其是至少根據(jù)從照相機距該對象物的表面的距離或該對象物的立體形狀來識別乘員座椅上的對象物的方法。
因此，利用技術(shù)方案12所述的對象物檢測方法時，能夠至少根據(jù)從照相機距該對象物的表面的距離或該對象物的立體形狀來識別乘員座椅上的對象物。
發(fā)明效果如上所述，根據(jù)本發(fā)明，在使用單一視點的照相機檢測與車輛乘員座椅上的對象物有關(guān)信息的對象物檢測系統(tǒng)中，特別是通過使駕駛座上的對象物和副駕駛座上的對象物的各一半的量進入照相機的視野范圍地對其設(shè)定視野，由于僅利用駕駛座上和副駕駛座上的對象物的一半的量的圖像就能判斷該對象物，因而能夠設(shè)定該照相機的合理的視野。


圖1是表示本實施方式的車載用對象物檢測系統(tǒng)100的結(jié)構(gòu)的圖。
圖2是用俯視圖表示本實施方式的照相機112的視野114的圖。
圖3是圖2中的a-a線向視圖。
具體實施例方式
下面，參照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的實施方式。首先，參照圖1至圖3，說明本發(fā)明的“對象物檢測系統(tǒng)(對象物檢測單元)”的一個實施方式即對象物檢測系統(tǒng)100。
本實施方式的車載用對象物檢測系統(tǒng)100的結(jié)構(gòu)表示在圖1。
如圖1所示，本實施方式的對象物檢測系統(tǒng)100，裝載于作為本發(fā)明中的“車輛”的汽車車輛上，用于檢測與以車輛乘員為首的車內(nèi)對象物有關(guān)信息，以拍攝單元110和控制單元120作為主體而構(gòu)成。并且，該對象物檢測系統(tǒng)100，與作為車輛側(cè)的驅(qū)動控制裝置的ECU200和乘員約束單元210一起構(gòu)成在發(fā)生車輛事故時實現(xiàn)車輛乘員約束的乘員約束裝置(對應(yīng)于本發(fā)明中的“工作裝置控制系統(tǒng)”)。該車輛包括未特別圖示的、作為與發(fā)動機以及車輛的行駛有關(guān)的系統(tǒng)的發(fā)動機行駛系統(tǒng)、作為與車輛中使用的電氣部件有關(guān)的系統(tǒng)的電裝系統(tǒng)以及對所述發(fā)動機行駛系統(tǒng)和電裝系統(tǒng)的進行驅(qū)動控制的驅(qū)動控制裝置(ECU200)。
本實施方式的拍攝單元110，形成包含作為拍攝設(shè)備的照相機112和數(shù)據(jù)傳送回路的結(jié)構(gòu)。照相機112使用C-MOS或CCD(電荷耦合器件)，構(gòu)成以陣列狀(格子狀)配置光傳感器的3D(三維圖像)式的照相機(也稱作“監(jiān)視器”)。通過該照相機，對距對象物的距離進行多次測量而檢測立體表面形狀，用于該對象物的有無、尺寸、位置、姿勢等的識別中。作為該照相機112，可以使用單眼C-MOS 3D照相機、復(fù)眼立體3D照相機。在僅檢測對象物的有無、外形(輪廓)時，除了3D照相機之外，還可以使用2D照相機。
另外，本實施方式的照相機112，適當(dāng)?shù)匾月袢霠钤O(shè)置在汽車的內(nèi)后視鏡周邊部、外后視鏡周邊部、儀表板的左右中心部分等內(nèi)，并且朝向一個或多個車輛乘員座椅而進行安裝。使用該照相機112，可周期性地多次對與駕駛座、副駕駛座、后部座椅等車輛乘員座椅上的對象物有關(guān)的信息進行測量。而且，雖然圖中未示，在本實施方式的對象物檢測系統(tǒng)100中裝載了將車輛蓄電池的電力供給到該照相機112的電源裝置。例如設(shè)定為，在點火開關(guān)變成接通狀態(tài)時，或在安裝在駕駛座內(nèi)的就座傳感器(圖示省略)檢測到就座于該駕駛座上的車輛乘員時利用照相機112開始進行拍攝拍攝。
本實施方式的控制單元120，進一步至少包括圖像處理單元130、運算單元(MPU)150、存儲單元170、輸入輸出單元190以及未特別圖示的周邊裝置等。該控制單元120是根據(jù)通過照相機112得到的圖像，進行導(dǎo)出與車輛乘員座椅上的對象物有關(guān)的信息的處理的單元，構(gòu)成本發(fā)明中的“處理單元”。
圖像處理單元130，為了得到品質(zhì)良好的圖像而對照相機進行控制，或為了對由照相機112所拍攝的圖像進行加工分析而進行圖像處理控制。具體而言，在照相機控制中，進行幀頻、快門時間、靈敏度調(diào)整、精度校正，并對動態(tài)范圍、亮度、白平衡等進行調(diào)整。并且，在圖像處理控制中，執(zhí)行圖像的旋轉(zhuǎn)校正、鏡頭失真校正、過濾運算、差分運算等圖像前期處理運算以及形狀判定、追蹤等圖像識別處理運算。
本實施方式的運算單元150至少包括對象物信息提取部152。該對象物信息提取部152，根據(jù)來自圖像處理單元130的信息，進行提取與對象物有關(guān)的信息的處理。具體而言，與對象物的有無、尺寸、位置、姿勢等有關(guān)的信息，關(guān)于車輛乘員，可提取乘員的有無、乘員的尺寸(體格等級)、頭、肩乃至上半身的位置、非正常乘坐位置(OOP)等。
本實施方式的存儲單元170，除了運算控制軟件以外，還記錄(存儲)校正用的數(shù)據(jù)、前期處理用的緩沖幀存儲器、用于識別運算的定義數(shù)據(jù)、基準(zhǔn)圖形、運算單元150的處理結(jié)果等。
本實施方式的輸入輸出單元190，在與進行和車輛整體有關(guān)的控制的ECU200之間，輸入與車輛有關(guān)的信息、與周邊的交通狀況有關(guān)的信息、與氣候或時區(qū)有關(guān)的信息等，并輸出識別結(jié)果。作為與車輛有關(guān)的信息的例子，具有車門的開閉、安全帶的佩戴與否、制動器的工作、車速、方向盤操舵角度等。在本實施方式中，形成根據(jù)從該輸入輸出單元190輸出的信息，ECU200向作為工作裝置的乘員約束單元210輸出驅(qū)動控制信號的結(jié)構(gòu)。作為該乘員約束單元210，可舉出為了通過氣囊、安全帶對乘員進行約束而工作的裝置等。該乘員約束單元210相當(dāng)于本發(fā)明中的“工作裝置”，對該乘員約束單元210進行驅(qū)動控制的ECU200相當(dāng)于本發(fā)明中的“驅(qū)動控制單元”。除了該乘員約束單元210以外，也可以采用通過ECU200對進行警報輸出(顯示輸出、聲音輸出等)的警報裝置、可根據(jù)乘員的姿勢進行調(diào)整的裝置(例如對座椅的頭枕高度進行調(diào)整的裝置)的驅(qū)動進行控制的結(jié)構(gòu)。
其中，參照圖2和圖3具體說明上述結(jié)構(gòu)的照相機112的視野設(shè)定。圖2用俯視圖表示本實施方式的照相機112的視野114，圖3是圖2中的a-a線向視圖。其中，在上述圖2和圖3中，表示駕駛座在右側(cè)的情況(右舵車的情況)。
如圖2和圖3所示，本實施方式的照相機112是在車室內(nèi)獲得與朝向車輛后方的單一視點有關(guān)的圖像的照相機，相當(dāng)于本發(fā)明中的“在車室內(nèi)獲得與朝向車輛后方的單一視點有關(guān)的圖像的照相機”。該照相機112的視野114被設(shè)定為包含由從單一視點通過駕駛座S1左右方向的中央?yún)^(qū)域(圖2的中央?yún)^(qū)域A)向車輛后方延伸的視線(圖2的第一視線L1)以及從單一視點通過副駕駛座S2左右方向的中央?yún)^(qū)域(圖2的中央?yún)^(qū)域B)向車輛后方延伸的視線(圖2的第二視線L2)劃分的區(qū)域。在這種情況下，照相機112的視野只要包含由第一視線L1和第二視線L2劃分的區(qū)域即可，可以設(shè)定成大致與該區(qū)域一致，或者包含該區(qū)域并且比該區(qū)域更寬。并且，關(guān)于照相機112的視點，設(shè)想從比前部座椅靠前的位置朝向車輛后方的情況、例如車輛乘員使前部座椅向車輛前方滑動時，從比前部座椅更靠上的位置朝向車輛后方的情況。
駕駛座S1的中央?yún)^(qū)域A，被規(guī)定為乘員就座于駕駛座S1上時位于該乘員的大致中央(中心)的區(qū)域。同樣，副駕駛座S2的中央?yún)^(qū)域B，被規(guī)定為乘員就座于副駕駛座S2上時位于該乘員的大致中央(中心)的區(qū)域。該駕駛座S1的中央?yún)^(qū)域A相當(dāng)于本發(fā)明中的“駕駛座的左右方向的中央?yún)^(qū)域”，副駕駛座S2的中央?yún)^(qū)域B相當(dāng)于本發(fā)明中的“副駕駛座的左右方向的中央?yún)^(qū)域”。
并且，在本實施方式中，與該視野114的俯視圖有關(guān)的視角θ設(shè)定得大約在110度以下。通過如上所述地設(shè)定照相機112的視角θ，能夠使用平均尺寸、亮度的價格低廉的鏡頭，能夠降低系統(tǒng)的成本。在作為照相機112的照明而使用紅外線照明時，通過抑制視角θ而使照射范圍變窄，從而提高照射光量和電力消耗的降低效果。
在此，照相機112的這種視野114的設(shè)定，依據(jù)除了為了實現(xiàn)系統(tǒng)的成本降低而抑制視角θ之外，還要有效利用該有限的視野的技術(shù)思想。在本實施方式中，由于人體的立體形狀左右大致對稱，因而只要至少精確地檢測車輛乘員的半身的圖像，就認(rèn)為能夠同樣獲得檢測精度的與車輛乘員的整體有關(guān)的信息，設(shè)定視野的等分，以使駕駛座上的對象物和副駕駛座上的對象物的各一半的量進入照相機的視野范圍。
具體而言，關(guān)于照相機112的視野114，駕駛座S1上的乘員C1的左半身和副駕駛座S2上的乘員C2的右半身處于視野范圍內(nèi)。因此，能夠精確地檢測與乘員C1和乘員C2有關(guān)的信息(乘員的有無、乘員的尺寸(體格等級)、頭、肩乃至上半身的位置、姿勢等)。在這種情況下，能夠檢測(判斷)與乘員C1和乘員C2有關(guān)的各種信息中的至少一個信息，典型的是，在判斷乘員C1和乘員C2的有無后，判斷該乘員存在時，能夠進一步判斷與該乘員有關(guān)的其它信息中的至少一個信息。
其中，如本實施方式，在將照相機112的鏡頭周邊部的圖像用在與乘員有關(guān)的信息的檢測中時，為了改善鏡頭引起的圖像的失真、亮度而優(yōu)選使用自由曲面校正鏡頭。通過使用這種自由曲面校正鏡頭，使朝向鏡頭周邊部的照射光量增加，并且能夠?qū)κд孢M行校正，能夠精度更加良好地檢測與乘員C1和乘員C2有關(guān)的信息。
而且，關(guān)于照相機112的視野114，在該視野114中存在后部座椅S3(在由第一視線L1和第二視線L2劃分的視野114中包含后部座椅S3的區(qū)域)，并且通過照相機112的視野中心的視線L3大致與后部座椅S3的區(qū)域一致而構(gòu)成。該視野中心區(qū)域為不易產(chǎn)生鏡頭的特性上的圖像變暗、失真的區(qū)域。并且，雖然與前部座椅相比，后部座椅更遠(yuǎn)離照相機112，但是由于照相機112的視野中心區(qū)域變亮且沒有失真，因而未出現(xiàn)檢測精度的降低。因此，不僅是前部座椅上的乘員，關(guān)于后部座椅S3上的乘員，也能夠精確地檢測所需信息，例如乘員C3的有無、尺寸(體格等級)、位置、姿勢、乘員C3是成人還是兒童等。在這種情況下，能夠檢測(判斷)與乘員C3有關(guān)的各種信息中的至少一個信息，典型的是，在判斷乘員C3的有無后，判斷該乘員C3存在時，能夠進一步判斷與該乘員C3有關(guān)的其它信息中的至少一個信息。
然后，通過上述結(jié)構(gòu)的對象物檢測系統(tǒng)100檢測到的信息，連續(xù)地或每隔一定時間就傳送到圖1中的ECU200內(nèi)，并通過該ECU200對乘員約束單元210進行驅(qū)動控制。例如，使基于由氣囊裝置、安全帶裝置構(gòu)成的乘員約束單元210的約束能力(乘員約束狀態(tài))根據(jù)乘員的有無、體格、位置、姿勢等發(fā)生變化地進行控制。具體而言，進行如下的控制作為與駕駛座S1上的乘員C1、副駕駛座S2上的乘員C2有關(guān)的信息，根據(jù)該乘員的尺寸、位置信息而推定體格等級，通過根據(jù)推定出的體格等級改變氣囊、安全帶的能量吸收能力，或改變氣囊的展開速度，改變約束能力(乘員約束形態(tài))。
另外，根據(jù)本實施方式，由于能夠進行通過檢測車輛乘員座椅上的乘員的有無，僅在乘員存在時使乘員約束單元210工作的控制，因而能夠抑制乘員約束單元210的不必要的工作。并且，在檢測前部座椅(駕駛座S1和副駕駛座S2)、后部座椅S3上的乘員的有無時，也可以使用進行警報輸出(顯示輸出、聲音輸出等)的警報裝置，進行催促沒有佩戴安全帶的乘員佩戴安全帶的控制。
如上所述，使用本實施方式的對象物檢測系統(tǒng)100時，通過抑制照相機112的視角，能夠?qū)崿F(xiàn)低成本化同時提高車輛乘員的檢測精度，并通過分配有限的視野，以使駕駛座S1上的乘員C1和副駕駛座S2上的乘員C2的各一半的量進入照相機的視野范圍內(nèi)，能夠精確地獲取與駕駛座S1上的乘員C1和副駕駛座S2上的乘員C2有關(guān)的信息，能夠設(shè)定照相機112的合理的視野。
并且，使用本實施方式的對象物檢測系統(tǒng)100時，通過采用通過照相機112的視野中心的視線L3大致與后部座椅S3的區(qū)域一致的結(jié)構(gòu)，乘員C3位于照相機112的視野中心區(qū)域，由此即使關(guān)于后部座椅S3的乘員C3，也能夠精確地檢測所希望的信息。
并且，使用本實施方式的對象物檢測系統(tǒng)100時，通過將照相機112的視角設(shè)定得大約在110度以下，能夠使用平均尺寸、亮度的價格低廉的鏡頭，能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)的成本降低。
并且，使用本實施方式的對象物檢測系統(tǒng)100時，通過以對應(yīng)于該對象物檢測系統(tǒng)的檢測結(jié)果的適合方式對乘員約束單元210進行驅(qū)動控制，能夠?qū)崿F(xiàn)乘員約束單元210的非常細(xì)微的控制。
另外，根據(jù)本實施方式，可提供裝載能夠設(shè)定照相機112的合理的視野的對象物檢測系統(tǒng)100的車輛10。
其他實施方式此外，本發(fā)明不限定于上述實施方式，可以考慮各種應(yīng)用、變形。例如能夠?qū)嵤?yīng)用上述實施方式的以下各方式。
在本發(fā)明中，在通過照相機112檢測出的對象物中，除了車輛乘員之外，還廣泛地包括除車輛乘員以外的其他載置物、兒童座椅、嬰兒座椅等。在這種情況下，作為與對象物有關(guān)的信息，具有對象物的有無、尺寸、位置、姿勢等。
另外，在上述實施方式中描述了車載對象物檢測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，但是本發(fā)明能夠適用于裝載到以汽車為首的飛機、船舶、電車、公共汽車、卡車等各種車輛上的對象物檢測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。
權(quán)利要求
1.一種對象物檢測系統(tǒng)，檢測與車輛乘員座椅上的對象物有關(guān)的信息，其特征在于，包括照相機，獲得與在車室內(nèi)朝向車輛后方的單一視點有關(guān)的圖像；和處理單元，根據(jù)由所述照相機獲得的圖像，進行導(dǎo)出與車輛乘員座椅上的對象物有關(guān)的信息的處理；所述照相機的視野，包含由第一視線和第二視線劃分成的區(qū)域，所述第一視線從所述單一視點通過駕駛座的左右方向上的中央?yún)^(qū)域向車輛后方延伸，所述第二視線從該單一視點通過副駕駛座的左右方向上的中央?yún)^(qū)域向車輛后方延伸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對象物檢測系統(tǒng)，其特征在于，在由所述第一視線和第二視線劃分成的所述照相機的視野中包含后部座椅的區(qū)域。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的對象物檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述照相機的視野，被設(shè)定為俯視圖中的視角大約在110度以下。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中的任一項所述的對象物檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述處理單元，根據(jù)由所述照相機獲得的圖像，檢測駕駛座和副駕駛座上的各個對象物的一半，由此判斷該對象物的有無、尺寸、位置、姿勢中的至少一個，其中所述照相機具有由所述第一視線和第二視線劃分成的視野。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中的任一項所述的對象物檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述乘員座椅上的對象物，至少根據(jù)從所述照相機距該對象物表面的距離或該對象物的立體形狀來進行識別。
6.一種工作裝置控制系統(tǒng)，其特征在于，包括權(quán)利要求1至5中的任一項所述的對象物檢測系統(tǒng)；工作裝置，根據(jù)由所述對象物檢測系統(tǒng)的處理單元導(dǎo)出的、與車輛乘員座椅上的對象物有關(guān)的信息進行工作；和驅(qū)動控制單元，對所述工作裝置進行驅(qū)動控制。
7.一種車輛，其特征在于，包括發(fā)動機行駛系統(tǒng)、電裝系統(tǒng)、對所述發(fā)動機行駛系統(tǒng)和電裝系統(tǒng)進行驅(qū)動控制的驅(qū)動控制裝置以及檢測與車輛乘員座椅上的對象物有關(guān)的信息的對象物檢測單元；所述對象物檢測單元使用權(quán)利要求1至5中的任一項所述的對象物檢測系統(tǒng)。
8.一種對象物檢測方法，使用獲得與在車室內(nèi)朝向車輛后方的單一視點有關(guān)的圖像的照相機，檢測與車輛乘員座椅上的對象物有關(guān)的信息，其特征在于，關(guān)于所述照相機的設(shè)定，設(shè)定包含由第一視線和第二視線劃分成的區(qū)域，所述第一視線從所述單一視點通過駕駛座的左右方向上的中央?yún)^(qū)域向車輛后方延伸，所述第二視線從該單一視點通過副駕駛座的左右方向上的中央?yún)^(qū)域向車輛后方延伸，由此對所述視野進行分配，以使駕駛座和副駕駛座上的各個對象物的一半進入視野范圍內(nèi)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的對象物檢測方法，其特征在于，關(guān)于照相機的設(shè)定，設(shè)定為在由所述第一視線和第二視線劃分成的該照相機的視野中包含后部座椅的區(qū)域。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的對象物檢測方法，其特征在于，關(guān)于所述照相機的設(shè)定，設(shè)定成使所述視野在俯視圖中的視角大約在110度以下。
11.根據(jù)權(quán)利要求8至10中的任一項所述的對象物檢測方法，其特征在于，根據(jù)由所述照相機獲得的圖像，檢測駕駛座和副駕駛座上的各個對象物的一半，由此判斷該對象物的有無、尺寸、位置、姿勢中的至少一個，其中所述照相機具有由所述第一視線和第二視線劃分成的視野。
12.根據(jù)權(quán)利要求8至11中的任一項所述的對象物檢測方法，其特征在于，所述乘員座椅上的對象物，至少根據(jù)從所述照相機距該對象物表面的距離或該對象物的立體形狀來進行識別。
全文摘要
本發(fā)明提供一種對象物檢測系統(tǒng)、工作裝置控制系統(tǒng)、車輛、對象物檢測方法，特別是在使用單一視點的照相機檢測與乘員座椅上的對象物有關(guān)的信息的對象物檢測系統(tǒng)中，提供一種可以有效地設(shè)定照相機的合理視野的技術(shù)。在車載對象物檢測系統(tǒng)(100)中，進行視野設(shè)定，以使駕駛座和副駕駛座上的各個對象物的一半進入照相機的視野范圍內(nèi)。
文檔編號G01B21/00GK101050943SQ20071009202
公開日2007年10月10日 申請日期2007年4月4日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月4日
發(fā)明者青木洋, 橫尾正登, 箱守裕 申請人:高田株式會社