專利名稱：對象物檢測系統(tǒng)、工作裝置控制系統(tǒng)、車輛的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種搭載在車輛上的對象物檢測系統(tǒng)，詳細(xì)地說涉及一種對與車輛乘員座椅上的對象物有關(guān)的信息進行檢測的技術(shù)。
背景技術(shù)：
一直以來，使用照相機等攝像單元，對與車輛乘員座椅上的就座物有關(guān)的信息進行檢測的技術(shù)是公知技術(shù)，例如在下述專利文獻1中，公開了一種使用設(shè)置在車輛乘員前方的單一照相機，對該車輛乘員的位置進行檢測的乘員檢測裝置的結(jié)構(gòu)。
專利文獻1特開2003-294855號公報象專利文獻1記載的乘員檢測裝置那樣使用照相機對與車輛乘員有關(guān)的信息進行檢測時，照相機的視角越廣，則通過光學(xué)透鏡在圖象芯片的成像區(qū)域內(nèi)成像的光量越向周邊越少，而且在圖象芯片的成像區(qū)域內(nèi)成像的圖象失真在周邊區(qū)域比中央?yún)^(qū)域大，因而車輛乘員的檢測精度下降是公知的。特別是，為了獲得車輛乘員的位置、姿勢、體格、動作的詳細(xì)信息，在使用3D照相機對車輛乘員的距離信息進行檢測時，與該車輛乘員的距離有關(guān)的精度下降或產(chǎn)生色散，難以獲得精度良好的所需信息。在設(shè)計這種檢測系統(tǒng)時，需要一種可以高精度地檢測出與對象物有關(guān)的所需信息的有效技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述問題，提出本發(fā)明。本發(fā)明的目的是提供一種高精度地檢測與車輛乘員座椅上的對象物有關(guān)信息的有效技術(shù)。
為了解決上述問題，構(gòu)成本發(fā)明。本發(fā)明典型地能夠適用于汽車中對與車輛乘員座椅上的對象物有關(guān)信息進行檢測的對象物檢測系統(tǒng)，但是本發(fā)明也可以應(yīng)用在除汽車以外的車輛，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)明是記載在技術(shù)方案1中的對象物檢測系統(tǒng)。
技術(shù)方案1記載的對象物檢測系統(tǒng)是一種對與車輛乘員座椅上的對象物有關(guān)信息進行檢測的對象物檢測系統(tǒng)，至少包括發(fā)光單元、控制單元、攝像單元、處理單元。這里所說的“對象物”包括車輛乘員、除車輛乘員以外的載置物、兒童座椅、幼兒座椅等。而且，本發(fā)明中的“與對象物有關(guān)的信息”廣泛地包括有無對象物、尺寸、位置、距離、姿勢、動作、對于對象物的發(fā)光量(配光量)、亮度等信息。當(dāng)對象物為車輛乘員時，作為與對象物有關(guān)的信息，例如為有無車輛乘員、車輛乘員的尺寸(體格等級)、車輛乘員的位置、距車輛乘員的距離、車輛乘員的各個身體部位的位置或形狀、車輛乘員的姿勢、車輛乘員的動作、與車輛乘員有關(guān)的發(fā)光量(配光量)、亮度等信息。
本發(fā)明的發(fā)光單元是向車輛乘員座椅上的對象物發(fā)光的發(fā)光單元。該發(fā)光單元典型地采用各種燈構(gòu)成。該發(fā)光單元成為向車輛乘員座椅上的對象物照射光的光源。由本發(fā)明的控制單元控制該發(fā)光單元的驅(qū)動。
本發(fā)明的攝像單元，至少具有光學(xué)透鏡和距離測量圖象芯片。由發(fā)光單元發(fā)出且被車輛乘員座椅上的對象物反射后的光穿過該攝像單元的光學(xué)透鏡入射到該距離測量圖象芯片上，并在該距離測量圖象芯片的成像區(qū)域內(nèi)成像。本發(fā)明的光學(xué)透鏡典型地是組合多個透鏡而成的。而且，本發(fā)明的距離測量圖象芯片典型地采用能夠測量出距對象物的距離的3D式(3維圖像)照相機中的CCD(電荷耦合器件)芯片構(gòu)成。因此，本發(fā)明的攝像單元實質(zhì)上采用3D式照相機構(gòu)成。
本發(fā)明的處理單元進行下述處理根據(jù)攝像單元在距離測量圖象芯片上的成像導(dǎo)出與對象物有關(guān)的信息。該處理單元具有對用于獲得品質(zhì)良好的圖象的照相機實施控制、對攝影后的圖象進行加工分析的圖象處理控制的圖象處理功能，還具有用于記錄(存儲)運算控制軟件、校正用的數(shù)據(jù)或前期處理用的幀緩沖存儲器(buffer framememory)、用于識別運算的定義數(shù)據(jù)或基準(zhǔn)圖形的存儲功能。
在本發(fā)明中，特別是上述控制單元，為了使入射到距離測量圖象芯片上的入射光量(也稱作反射光量)在成像區(qū)域的各個部位上均等化，根據(jù)處理單元所導(dǎo)出的與入射光量有關(guān)的信息，對發(fā)光單元的發(fā)光狀態(tài)進行可變控制。這里所說的“發(fā)光狀態(tài)”包括發(fā)光量、與亮燈、熄滅、閃爍有關(guān)的時間或速度等。
在使用上述那樣的攝像單元對與對象物有關(guān)信息進行檢測時，由于視角越廣，穿過光學(xué)透鏡而在距離測量圖象芯片的成像區(qū)域內(nèi)成像的光量越向周邊則越少，而且在距離測量圖象芯片的成像區(qū)域內(nèi)成像的圖象失真在周邊區(qū)域比中央?yún)^(qū)域大，因而車輛乘員的檢測精度下降是公知的。為了獲得被稱作對象物的位置、姿勢、尺寸、動作等詳細(xì)信息，在使用3D式照相機檢測對象物的距離信息時，導(dǎo)致與該對象物的距離有關(guān)的精度下降或產(chǎn)生色散，因而難以高精度地獲得所需精度。
此時，在本發(fā)明中，根據(jù)與入射光量有關(guān)的信息，對發(fā)光單元的發(fā)光狀態(tài)進行可變控制。根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，能夠使對于距離測量圖象芯片的入射光量在成像區(qū)域內(nèi)的各個部位中均等化。這里所說的“入射光量的均等化”是指，對距離測量圖象芯片的入射光量處于成像區(qū)域內(nèi)的所希望的設(shè)定范圍內(nèi)，成像區(qū)域內(nèi)的各個部位中的入射光量大致一致即可。
采用技術(shù)方案1記載的對象物檢測系統(tǒng)的這種結(jié)構(gòu)，可以通過發(fā)光單元的發(fā)光狀態(tài)的控制來校正下述光學(xué)透鏡的特有問題視角越廣，則穿過光學(xué)透鏡在距離測量圖象芯片的成像區(qū)域內(nèi)成像的光量越向周邊越少，而且根據(jù)距離測量圖象芯片的成像區(qū)域內(nèi)各個部位檢測對象物時的精度下降。由此，使用攝像單元，能夠高精度地檢測出與車輛乘員座椅上的對象物有關(guān)的信息。
另外，由本發(fā)明的對象物檢測系統(tǒng)檢測到的與對象物有關(guān)的信息，適用于與諸如氣囊裝置、安全帶裝置或警報設(shè)備(顯示輸出、聲音輸出等)等為了對車輛乘員進行約束而工作的乘員約束單元有關(guān)的控制中。
本發(fā)明的第2發(fā)明解決上述問題的本發(fā)明的第2發(fā)明是記載在技術(shù)方案2中的對象物檢測系統(tǒng)。
在技術(shù)方案2記載的對象物檢測系統(tǒng)中，技術(shù)方案1記載的控制單元對發(fā)光單元的發(fā)光狀態(tài)進行可變控制，使入射到上述光學(xué)透鏡的各個部位中的物鏡開口區(qū)域內(nèi)的中央部的入射光量少于入射到該物鏡開口區(qū)域內(nèi)的周邊部的入射光量。這里所說的“物鏡開口區(qū)域”被規(guī)定為，在組合多個光學(xué)透鏡而成的光學(xué)透鏡中，光入射到設(shè)置在最接近檢測對象物的位置上的透鏡(物鏡)內(nèi)的區(qū)域。由此，穿過物鏡開口區(qū)域內(nèi)的周邊部而在距離測量圖象芯片的成像區(qū)域內(nèi)成像的光量增加，所以能夠提高根據(jù)相當(dāng)于成像區(qū)域內(nèi)的周邊部的部位所檢測出的對象物的檢測精度。
因此，根據(jù)技術(shù)方案2記載的對象物檢測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，可以通過發(fā)光單元的發(fā)光狀態(tài)的控制來校正下述被稱作光學(xué)透鏡的特有問題視角越廣，則穿過光學(xué)透鏡在距離測量圖象芯片的成像區(qū)域內(nèi)成像的光量越向周邊越少，而且在距離測量圖象芯片的成像區(qū)域內(nèi)成像的圖象失真在周邊區(qū)域比中央?yún)^(qū)域大。
本發(fā)明的第3發(fā)明解決上述問題的本發(fā)明的第3發(fā)明是記載在技術(shù)方案3中的對象物檢測系統(tǒng)。
在技術(shù)方案3記載的對象物檢測系統(tǒng)中，技術(shù)方案1或2記載的處理單元，多次導(dǎo)出與對象物有關(guān)的信息即距離信息。而且，技術(shù)方案1或2記載的控制單元，當(dāng)處理單元所導(dǎo)出的多個距離信息產(chǎn)生規(guī)定偏差時，對與該對象物對應(yīng)的發(fā)光單元的發(fā)光量進行可變控制。通過判斷已知計算方法中所使用的標(biāo)準(zhǔn)偏差、最大值和最小值的差值是否在預(yù)定的規(guī)定值范圍內(nèi)，能夠評價這里所說的“規(guī)定偏差”。進行該控制是基于下述觀點當(dāng)產(chǎn)生規(guī)定偏差時，光源的發(fā)光狀態(tài)不合適，因而需要調(diào)整該發(fā)光狀態(tài)。
因此，根據(jù)技術(shù)方案3記載的對象物檢測系統(tǒng)的這種結(jié)構(gòu)，通過調(diào)整發(fā)光狀態(tài)，能夠抑制與距對象物有關(guān)的信息的偏差，從而獲得檢測精度更高的信息。
本發(fā)明的第4發(fā)明解決上述問題的本發(fā)明的第4發(fā)明是記載在技術(shù)方案4中的對象物檢測系統(tǒng)。
在技術(shù)方案4記載的對象物檢測系統(tǒng)中，技術(shù)方案1～3中任一項記載的處理單元，導(dǎo)出與上述對象物有關(guān)的信息即位置信息、距離信息和動作信息。而且，技術(shù)方案1～3中任一項記載的控制單元，根據(jù)處理單元所導(dǎo)出的位置信息、距離信息和動作信息中的至少一種信息，對發(fā)光單元的發(fā)光狀態(tài)進行可變控制。
因此，根據(jù)技術(shù)方案4記載的對象物檢測系統(tǒng)的這種結(jié)構(gòu)，通過根據(jù)與對象物有關(guān)的信息即位置信息、距離信息和動作信息，對發(fā)光單元的發(fā)光狀態(tài)進行可變控制，能夠提高發(fā)光單元的光量和發(fā)光模式的計算精度。
本發(fā)明的第5發(fā)明解決上述問題的本發(fā)明的第5發(fā)明是記載在技術(shù)方案5中的對象物檢測系統(tǒng)。
在技術(shù)方案5記載的對象物檢測系統(tǒng)中，權(quán)利要求1～4中任一項記載的控制單元，當(dāng)對發(fā)光單元的發(fā)光狀態(tài)進行可變控制時，在車輛乘員難以識別出發(fā)光狀態(tài)變化的狀態(tài)下，改變該發(fā)光單元的發(fā)光狀態(tài)。這里所說的“車輛乘員難以識別出的狀態(tài)”廣泛地包含為了使車輛乘員難以識別出發(fā)光狀態(tài)的變化，對發(fā)光狀態(tài)的變化時間和變化速度等進行調(diào)整的控制。具體地說，在非常短的時間內(nèi)，瞬間(瞬時)或長時間地緩慢改變發(fā)光單元的發(fā)光量或發(fā)光模式，從而可以實現(xiàn)使車輛乘員難以識別出該變化的控制。
因此，根據(jù)技術(shù)方案5記載的對象物檢測系統(tǒng)的這種結(jié)構(gòu)，不會因閃爍等給車輛乘員造成不適感，因而可以改變發(fā)光單元的發(fā)光量和發(fā)光模式。
本發(fā)明的第6發(fā)明解決上述問題的本發(fā)明的第6發(fā)明是記載在技術(shù)方案6中的工作裝置的控制系統(tǒng)。
技術(shù)方案6記載的工作裝置的控制系統(tǒng)，至少包括技術(shù)方案1～5中任一項記載的對象物檢測系統(tǒng)、根據(jù)該對象物檢測系統(tǒng)的處理單元所導(dǎo)出的與車輛乘員座椅上的對象物有關(guān)的信息而進行操作的工作裝置、對該工作裝置進行驅(qū)動控制的驅(qū)動控制單元。本發(fā)明的工作裝置包括進行警報輸出的警報裝置、為了利用氣囊或安全帶對乘員進行約束而操作的乘員約束裝置等。
因此，根據(jù)技術(shù)方案6記載的工作裝置的控制系統(tǒng)，在與利用對象物檢測系統(tǒng)的處理單元得到的與對象物有關(guān)的檢測結(jié)果相對應(yīng)的適合狀態(tài)下，對工作裝置進行驅(qū)動控制，從而可以對工作裝置進行更為細(xì)致的控制。
本發(fā)明的第7發(fā)明解決上述問題的本發(fā)明的第7發(fā)明是記載在技術(shù)方案7中的車輛。
技術(shù)方案7記載的車輛，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)動機和車輛行駛有關(guān)的系統(tǒng)。電裝系統(tǒng)構(gòu)成與車輛上使用的電氣部件有關(guān)的系統(tǒng)。驅(qū)動控制裝置具有對發(fā)動機行駛系統(tǒng)和電裝系統(tǒng)進行驅(qū)動控制的功能。對象物檢測單元構(gòu)成對與車輛乘員座椅上的對象物有關(guān)的信息進行檢測的單元。在本發(fā)明中，該對象物檢測單元使用技術(shù)方案1～5中任一項記載的對象物檢測系統(tǒng)。
根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，提供一種搭載了對象物檢測系統(tǒng)的車輛，該對象物檢測系統(tǒng)可以使用攝像單元高精度地檢測出與車輛乘員座椅上的對象物有關(guān)的信息。
發(fā)明效果如上所述，根據(jù)本發(fā)明，在利用包括光學(xué)透鏡及距離測量圖象芯片的攝像單元和發(fā)光單元對與車輛乘員座椅上的對象物有關(guān)的信息進行檢測的結(jié)構(gòu)中，為了使入射到距離測量圖象芯片內(nèi)的入射光量在成像區(qū)域的各個部位均等化，根據(jù)與導(dǎo)出的入射光量相關(guān)的信息，對發(fā)光單元的發(fā)光狀態(tài)進行可變控制，從而能夠高精度地檢測出與車輛乘員座椅上的對象物有關(guān)的信息。


圖1是表示實施例的車輛搭載用的對象物檢測系統(tǒng)100的結(jié)構(gòu)的視圖；圖2是表示圖1中第1光源131和第2光源132的詳細(xì)結(jié)構(gòu)的視圖；圖3是本實施例中“對象物檢測處理控制”的流程圖；圖4是本實施例中“光量調(diào)整處理”的流程圖；圖5是本實施例中“測量距離偏差調(diào)整處理”的流程圖；圖6是本實施例中“基于位置進行的光量調(diào)整處理”的流程圖；圖7是本實施例中“基于動作進行的光量調(diào)整處理”的流程圖。
具體實施例方式
下文，將參照圖1～圖7對本發(fā)明中的“對象物檢測系統(tǒng)(對象物檢測單元)”的一個實施例也就是對象物檢測系統(tǒng)100進行說明。
圖1表示了符合實施例的車輛搭載用的對象物檢測系統(tǒng)100的結(jié)構(gòu)。
為了檢測以車輛乘員為首的車內(nèi)對象物的相關(guān)信息，本實施例的對象物檢測系統(tǒng)100搭載在作為本發(fā)明中的“車輛”的汽車上。如圖1所示，該對象物檢測系統(tǒng)100主要包括攝影裝置110、照明裝置130、控制運算部150。
而且，該對象物檢測系統(tǒng)100，與車輛側(cè)的驅(qū)動控制裝置即ECU200和乘員約束單元200一起，構(gòu)成在發(fā)生車輛事故時對車輛乘員進行約束的乘員約束裝置。此外，雖然圖中未示，但是該車輛還包括與發(fā)動機和車輛行駛有關(guān)的系統(tǒng)即發(fā)動機行駛系統(tǒng)、與車輛所使用的電氣部件有關(guān)的系統(tǒng)即電裝系統(tǒng)、對發(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(ECU200)。
本實施例的攝影裝置110包括作為攝影設(shè)備的照相機112和數(shù)據(jù)傳送回路(圖中未示)。照相機112，不僅使用了CCD(電荷耦合器件)，還構(gòu)成將光傳感器設(shè)置為陣列狀(晶格狀)的3D(3維圖象)式的照相機(也稱作“監(jiān)視器”)。該照相機112包括光學(xué)透鏡114和距離測量圖象芯片116。將多個透鏡組合而構(gòu)成光學(xué)透鏡114，距離測量圖象芯片116構(gòu)成3D式照相機中的CCD(電荷耦合器件)芯片。在該照相機112中，穿過光學(xué)透鏡114而入射到距離測量圖象芯片116內(nèi)的光，在該距離測量圖象芯片116的成像區(qū)域內(nèi)成像。該光學(xué)透鏡114相當(dāng)于本發(fā)明中的“光學(xué)透鏡”，距離測量圖像芯片116相當(dāng)于本發(fā)明中的“距離測量圖像芯片”。利用這種結(jié)構(gòu)的照相機112，通過多次測量距對象物的距離來檢測出立體表面形狀，用于識別該對象物的有無、尺寸、位置、姿勢等。而且，利用該照相機112檢測穿過光學(xué)透鏡114而入射到距離測量圖象芯片116內(nèi)的光的光量或亮度的信息。作為該照相機1112，可以使用單眼C-MOS3D照相機或復(fù)眼立體3D照相機。該攝像裝置110構(gòu)成本發(fā)明中的“攝像單元”。
另外，本實施例的照相機112適當(dāng)以埋入狀設(shè)置在汽車的車內(nèi)后視鏡外周部、車外后視鏡外周部、擋泥板的左右中心等內(nèi)，并且安裝得朝向一個或多個乘員座椅。使用該照相機112，可以周期性地多次測量與駕駛座、副駕駛座、后排座椅等的車輛乘員座椅上的對象物有關(guān)的信息。而且，雖然圖中未示，但是在本實施例的對象物檢測系統(tǒng)100中搭載了將車輛蓄電池的電力供給到照相機112的電源裝置。如下進行設(shè)定例如當(dāng)點火開關(guān)處于接通狀態(tài)時，或當(dāng)安裝于駕駛座內(nèi)的就座傳感器(圖中未示)檢測到該就座于駕駛座上的車輛乘員時，照相機112開始進行攝影。
本實施例的照像裝置130至少包括第1光源131和第2光源132、第1驅(qū)動部133和第2驅(qū)動部134。由第1驅(qū)動部133對第1光源131進行驅(qū)動，由第2驅(qū)動部134對第2光源132進行驅(qū)動，從第1光源131和第2光源132發(fā)出的且被對象物C反射的光被引導(dǎo)(配光)到照相機112內(nèi)。第1驅(qū)動部133和第2驅(qū)動部134，根據(jù)來自控制運算部150的驅(qū)動信號對各個光源進行驅(qū)動。第1驅(qū)動部133和第2驅(qū)動部134也可以構(gòu)成單一驅(qū)動部。該第1光源131和第2光源132相當(dāng)于本發(fā)明中的“發(fā)光單元”，由第1驅(qū)動部133、第2驅(qū)動部134以及控制運算部150構(gòu)成本發(fā)明的“控制單元”。
本實施例的控制運算部150，至少包括圖像處理單元152、運算單元(MPU)154、存儲單元156、輸入輸出單元158、圖中未示的外圍裝置等。該控制運算部150是根據(jù)照相機112所獲得的圖像導(dǎo)出與車輛乘員座椅上的對象物相關(guān)的信息的單元，構(gòu)成本發(fā)明中的“處理單元”。
圖像處理單元152，構(gòu)成實施用于獲得品質(zhì)優(yōu)良的圖像的照相機控制、用于對照相機112攝影后的圖像進行加工分析的圖像處理控制的單元。具體地說，在照相機控制中，對幀頻、快門時間、靈敏度調(diào)整、精度校正，對動態(tài)范圍、亮度、白平衡等進行調(diào)整。而且，在圖像處理控制中實施圖像前期處理運算、形狀判定或跟蹤等圖像識別處理運算，其中上述圖像前期處理運算圖像包括旋轉(zhuǎn)校正、透鏡失真校正、過濾運算、差分運算等。
運算單元154，根據(jù)來自圖像處理單元152的信息，實施抽取與對象物有關(guān)的信息的處理。具體地說，實施抽取與對象物有無、尺寸、位置、姿勢等有關(guān)的信息的處理，當(dāng)對象物是車輛乘員時，抽取(導(dǎo)出)與乘員有無、乘員尺寸(體格等級)、頭、肩乃至上半身的位置、不適當(dāng)?shù)奈恢?OOP)等有關(guān)的信息。
存儲單元156，除了運算控制軟件以外，還儲存(記錄)校正用的數(shù)據(jù)或前期處理用的幀緩沖存儲器、用于識別運算的定義數(shù)據(jù)或基準(zhǔn)圖形、運算單元154的處理結(jié)果等。
輸入輸出單元158，在實施與車輛整體有關(guān)的控制的ECU200和上述輸入輸出單元158之間，輸入與車輛有關(guān)的信息、與周圍交通狀況有關(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，例如有車門的開閉、安全帶的佩戴與否、制動器的操作、車速、轉(zhuǎn)向操舵角度等信息。在本實施例中，ECU200，根據(jù)從輸入輸出單元158輸出的信息，對驅(qū)動對象即乘員約束單元210輸出驅(qū)動控制信號。作為該乘員約束單元210，例如有為了利用氣囊和安全帶對乘員進行約束而操作的裝置等。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”。而且，除了該乘員約束單元210以外，還可以利用ECU200對實施警報輸出(顯示輸出、聲音輸出等)的警報裝置的驅(qū)動進行控制。
下文，將參照圖2對上述結(jié)構(gòu)的照明裝置130進行更為詳細(xì)地介紹。在圖2中詳細(xì)地表示了圖1中的第1光源131和第2光源132的詳細(xì)結(jié)構(gòu)。
如圖2所示，本實施例的照明裝置130具有將多個發(fā)光燈設(shè)置在與對象物相向的相向面130a上的結(jié)構(gòu)。由設(shè)置在該相向面130a的中央?yún)^(qū)域131a上的多個發(fā)光燈構(gòu)成第1光源131。由設(shè)置在該中央?yún)^(qū)域131a外周的外周區(qū)域132a上的多個發(fā)光燈構(gòu)成第2光源132。而且由第1光源131發(fā)出且被對象物C反射的光，穿過照相機112的光學(xué)透鏡114的物鏡開口區(qū)域內(nèi)的中央部，入射到距離測量圖象芯片116的中央?yún)^(qū)域內(nèi)，另一方面，由第2光源132發(fā)出且被對象物C反射的光，穿過照相機112的光學(xué)透鏡114的物鏡開口區(qū)域內(nèi)的周邊部(物鏡開口區(qū)域內(nèi)的中央部的周邊部分)，入射到距離測量圖象芯片116的周邊區(qū)域內(nèi)(距離測量圖象芯片116的中央?yún)^(qū)域的周邊部分)。這里所說的“物鏡開口區(qū)域”被規(guī)定為，在組合多個透鏡而構(gòu)成的光學(xué)透鏡114中，光入射到設(shè)置于最接近檢測對象物的位置上的透鏡(物鏡)上的區(qū)域。
在使用本實施例那樣的照相機112時，由于照相機112的視角越廣，則穿過光學(xué)透鏡114在距離測量圖象芯片116的成像區(qū)域內(nèi)成像的光量越向周邊越少，而且在距離測量圖象芯片116的成像區(qū)域內(nèi)成像的圖象失真在周邊區(qū)域比中央?yún)^(qū)域大，所以對象物的檢測精度下降。特別是，為了獲得車輛乘員的位置、姿勢、體格等詳細(xì)信息，在使用3D式照相機對車輛乘員的距離信息進行檢測時，導(dǎo)致與該車輛乘員的距離有關(guān)的精度下降或產(chǎn)生偏差，因而難以獲得所需信息。
在本實施例中，為了使入射到距離測量圖象芯片116內(nèi)的光量(也稱作“反射光量”)在成像區(qū)域內(nèi)的各個部位均等化，使多個發(fā)光燈劃分(分割)成第1光源131和第2光源132兩個區(qū)組，并且使第1光源131構(gòu)成光量相對較少(相對昏暗)的光源，使第2光源132構(gòu)成光量相對較多(相對明亮)的光源。由此，使第1光源131的光量比第2光源132的光量少，其中上述第1光源發(fā)出入射到光學(xué)透鏡114的物鏡開口區(qū)域內(nèi)的中央部的光，上述第2光源發(fā)出入射到光學(xué)透鏡114的物鏡開口區(qū)域內(nèi)的周邊部的光。更具體地說，對入射到距離測量圖象芯片116內(nèi)的光量進行檢測后，對第1光源131和第2光源132進行控制，使得從第1光源131發(fā)出且被對象物C反射后的光穿過光學(xué)透鏡114而入射到距離測量圖象芯片116內(nèi)的中央?yún)^(qū)域的入射光量，與從第2光源131發(fā)出且被對象物C反射后的光穿過光學(xué)透鏡114而入射到距離測量圖象芯片116內(nèi)的周邊區(qū)域的入射光量基本一致。
根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，能夠使入射到距離測量圖象芯片116內(nèi)的光量在成像區(qū)域內(nèi)的各個部位均等化，能夠在更廣的范圍內(nèi)使通過照相機112所檢測到的對象物的檢測精度提高。也就是說，根據(jù)本實施例，通過對照明裝置130(第1光源131和第2光源132)進行控制，能夠?qū)ο率龉鈱W(xué)透鏡的特有問題進行校正關(guān)于與檢測平面之間的距離分布，外周部與檢測平面之間的距離比中央部與檢測平面之間的距離遠(yuǎn)，此外，穿過透鏡在距離測量圖象芯片的成像區(qū)域內(nèi)成像的光量在中央?yún)^(qū)域比周邊區(qū)域多。而且，通過該控制可以提高檢測精度，因而可以使用低動態(tài)范圍的圖像芯片，能夠降低系統(tǒng)成本。此外，通過使設(shè)置在照明裝置130中央?yún)^(qū)域的發(fā)光燈的光量(發(fā)熱量)比外周區(qū)域低，能夠提高光源整體的散熱效果，同時能夠提高光源的耐久性。
下文，將參照圖3～圖5對上述結(jié)構(gòu)的照明裝置130的第1光源131和第2光源132中的具體控制進行說明。由圖1中的第1驅(qū)動部133、第2驅(qū)動部134以及控制運算部150執(zhí)行該控制。在圖3中表示了本實施例中的“對象物檢測處理控制”的流程圖。圖4中表示了本實施例中的“光量調(diào)整處理”的流程圖。圖5中表示了本實施例中的“測量距離偏差調(diào)整處理”的流程圖。
在圖3所示的對象物檢測處理控制中，按順序執(zhí)行步驟S10的“光量調(diào)整處理”、步驟S20的“測量距離偏差調(diào)整處理”、步驟S30的“對象物判斷處理”。此外，還可以在并列執(zhí)行步驟S10的“光量調(diào)整處理”和步驟S20的“測量距離偏差調(diào)整處理”后，再執(zhí)行步驟S30的“對象物判斷處理”。
在本實施例的“光量調(diào)整處理”中，實施對第1光源131和第2光源132的發(fā)光狀態(tài)進行調(diào)整的處理。在該發(fā)光狀態(tài)中，包括發(fā)光量、與亮燈、熄滅、閃爍有關(guān)的時間或速度等。
首先，由圖4中的步驟S11獲得光量數(shù)據(jù)。通過照相機112獲取該光量數(shù)據(jù)。然后，在圖4中的步驟S12中，根據(jù)在步驟S11所獲得的光量數(shù)據(jù)，判斷來自光源的光量是否在預(yù)定的規(guī)定值(規(guī)定區(qū)域)的范圍內(nèi)。具體地說，預(yù)先設(shè)定對于高精度地檢測出對象物有效的光量的基準(zhǔn)寬度，當(dāng)實際檢測到的光量處于該基準(zhǔn)寬度內(nèi)時，則判定來自光源的光量處于規(guī)定值的范圍內(nèi)，當(dāng)實際檢測到的光量處于該基準(zhǔn)寬度以外時，則判定來自光源的光量處于規(guī)定值的范圍以外。當(dāng)判定光量數(shù)據(jù)處于規(guī)定值的范圍以外(步驟S12中為否)時，則進入步驟S13。當(dāng)判定光量數(shù)據(jù)處于規(guī)定值范圍內(nèi)(步驟S12中為是)時，則結(jié)束該光量調(diào)整處理。
在圖中4中的步驟S13中，判斷是否改變光源的發(fā)光模式。在要改變光源的發(fā)光模式(步驟S13中為是)時，進入步驟S14。在不改變光源的發(fā)光模式(步驟S13中為否)時，進入步驟S17。在步驟S14中，判斷光源的發(fā)光模式是否較快。具體地說，當(dāng)超過預(yù)定的速度基準(zhǔn)值時，則判定發(fā)光模式快；當(dāng)?shù)陀陬A(yù)定的速度基準(zhǔn)值時，則判定發(fā)光模式慢。當(dāng)判定光源的發(fā)光模式快時(步驟S14中為是)，則在步驟S15中實施使發(fā)光模式的速度例如減小到預(yù)定的下側(cè)基準(zhǔn)速度的處理。另一方面，當(dāng)判定光源的發(fā)光模式慢時(步驟S14中為否)，則在步驟S16中實施將發(fā)光模式的速度例如增大到預(yù)定的上側(cè)基準(zhǔn)速度的處理。在執(zhí)行步驟S15～S16后，返回步驟S11。
而且，在圖4的步驟S15或S16中，在改變發(fā)光模式的速度時，優(yōu)選進行控制，使得車輛乘員難以識別出該變化，也就是防止產(chǎn)生偏差。具體地說，通過在非常短的時間內(nèi)瞬間(瞬時)改變發(fā)光量或發(fā)光模式，或長時間地緩慢改變，可以實現(xiàn)使車輛乘員難以識別出該變化的控制。由此，不會因閃爍等給車輛乘員造成不適感地改變發(fā)光量和發(fā)光模式。這種形態(tài)相當(dāng)于技術(shù)方案5記載的“當(dāng)對發(fā)光單元的發(fā)光狀態(tài)進行可變控制時，在車輛乘員難以識別出發(fā)光狀態(tài)變化的狀態(tài)下，改變發(fā)光單元的發(fā)光狀態(tài)”。
在圖4中的步驟S17中，判斷來自光源的光量是否大于預(yù)定的規(guī)定值。當(dāng)判定來自光源的光量超過預(yù)定的規(guī)定值時(步驟S17為是)，則在步驟S18實施將光量向下調(diào)整到例如預(yù)定的下側(cè)基準(zhǔn)光量的處理。另一方面，當(dāng)判定來自光源的光量小于預(yù)定規(guī)定值時(步驟S17為否)，則在步驟S19實施將光量向上調(diào)整到例如預(yù)定的上側(cè)基準(zhǔn)光量的處理。由此，調(diào)整來自光源的光量。在執(zhí)行步驟S18～S19之后，返回S11。
通過如圖4所示實施例那樣進行光量調(diào)整處理，把來自光源的光量控制在預(yù)定的規(guī)定值(規(guī)定區(qū)域)的范圍內(nèi)。此時，通過預(yù)先將與第1光源131有關(guān)的規(guī)定值和與第2光源132有關(guān)的規(guī)定值設(shè)定得一致，能夠使入射到照相機112的距離測量圖象芯片(116)內(nèi)的入射光量在成像區(qū)域內(nèi)各個部位上均等化。由此，可以控制成由第1光源131發(fā)出且被對象物C反射的光穿過光學(xué)透鏡114入射到距離測量圖象芯片116的中央?yún)^(qū)域內(nèi)的入射光量，與由第2光源132發(fā)出且被對象物C反射的光通過光學(xué)透鏡114入射到距離測量圖象芯片116的周邊區(qū)域內(nèi)的入射光量大致一致。
該控制相當(dāng)于技術(shù)方案1中的“為了使入射到距離測量圖象芯片中的光量在成像區(qū)域的各個部位上均等化，根據(jù)處理單元所導(dǎo)出的與入射光量有關(guān)的信息，對發(fā)光單元的發(fā)光狀態(tài)進行可變控制”以及技術(shù)方案2中的“對發(fā)光單元的發(fā)光狀態(tài)進行可變控制，使入射到光學(xué)透鏡的各個部位中物鏡開口區(qū)域內(nèi)的中央部的入射光量少于入射到該物鏡開口區(qū)域內(nèi)的周邊部的入射光量”。
在本實施例的“測量距離偏差調(diào)整處理”中，根據(jù)利用照相機112得到的距對象物的距離的測量結(jié)果，對第1光源131和第2光源132的光量進行調(diào)整。也就是說，實施該測量距離偏差調(diào)整處理是基于下述觀點當(dāng)多次的距離測量結(jié)果產(chǎn)生規(guī)定偏差時，考慮到來自光源的光量或發(fā)光模式不適合，必須調(diào)整該光量或發(fā)光模式。
首先，由圖5中的步驟S21，獲得對測量距離的偏差進行計算的范圍。具體地說，在照相機112的距離測量圖象芯片116的成像區(qū)域的各個部位中，確定要對測量距離偏差進行計算的部位的范圍(計算范圍)，也可以預(yù)先設(shè)定距離測量圖象芯片116的上述范圍，或者也可以選擇檢測到預(yù)定距離的部位的范圍。
然后，在圖5的步驟S22中，多次獲得與步驟S21中所獲得的計算范圍對應(yīng)的測量距離數(shù)據(jù)之后，在步驟S23中計算多個測量距離數(shù)據(jù)的偏差?？梢愿鶕?jù)已知計算方法中使用的標(biāo)準(zhǔn)偏差、最大值與最小值之差來評價該偏差。
在圖5中的步驟S24中，判斷由步驟S23所計算的偏差的計算值是否處于規(guī)定值以下。當(dāng)判定該計算值處于規(guī)定值以下(步驟S24中為是)時，則判定所計算的偏差小于所希望的偏差，直接結(jié)束該測量距離偏差調(diào)整處理。另一方面，當(dāng)判定該計算值超過規(guī)定值(步驟S24中為是)時，則判定所計算的偏差大于所希望的偏差，則進入步驟S26，進行光量調(diào)整處理。
在圖5中的步驟S26的光量調(diào)整處理中，為了提高測量距離偏差大的部位的檢測精度，對來自光源的光量和發(fā)光模式進行調(diào)整。例如進行下述控制，增加與測量距離偏差大的部位對應(yīng)的光源的光量。該控制相當(dāng)于技術(shù)方案3中的“當(dāng)處理單元所導(dǎo)出的多個距離信息產(chǎn)生偏差時，對與該對象物對應(yīng)的發(fā)光單元的發(fā)光量進行可變控制”。通過執(zhí)行圖5所示的本實施例的測量距離偏差調(diào)整處理，將測量距離的偏差控制在預(yù)定的規(guī)定值以下。
接著，在本實施例的“對象物判定處理”中，根據(jù)照相機112的檢測信息，導(dǎo)出車輛乘員座椅上的對象物的有無、大小、位置、距離、姿勢、動作等與對象物相關(guān)的信息。當(dāng)對象物是車輛乘員時，將車輛乘員的有無、車輛乘員的尺寸(體格等級)、位置、距離、姿勢、動作、車輛乘員是大人還是小孩等信息導(dǎo)出。
而且，在本實施例中，可以根據(jù)在圖3中的對象物判斷處理中所獲得的特別是與車輛乘員的位置、距離、動作相關(guān)的信息，對光源的光量和發(fā)光模式進行控制。在圖6中表示了本實施例中的“基于位置進行的光量調(diào)整處理”的流程圖。在圖7中表示了本實施例中的“基于動作進行的光量調(diào)整處理”的流程圖。
在圖6所示的基于位置進行的光量調(diào)整處理中，首先在步驟S40獲取在圖3的對象物判斷處理中所得到的對象物的位置信息和距離信息。然后，在步驟S42中，根據(jù)在步驟S40中所獲取的對象物的位置信息和距離信息計算出適合的光量，在步驟S44中進行調(diào)整該光量的控制。根據(jù)該控制，可以通過組合對象物的位置信息和距離信息來提高光量和發(fā)光模式的計算精度，并進行迅速處理。
在圖7所示的“基于動作進行的光量調(diào)整處理”中，首先，由步驟S50，獲取在圖3中的對象物判斷處理中所得到的對象物的動作信息和距離信息。然后，在步驟S52中，根據(jù)在步驟S50所獲取的對象物的動作信息和距離信息計算出適合的光量，在步驟S54進行調(diào)整該光量的控制。具體地說，在對象物的動作較快時，以較快的幀頻獲取距離信息，從而能夠進行更為準(zhǔn)確的信息檢測。此時，對光量進行調(diào)整，使光源更亮，從而更強地進行光照。根據(jù)這種控制，通過組合對象物的動作信息和距離信息，可以提高光量和發(fā)光模式的計算精度，并進行快速處理。
圖6和圖7所示的控制相當(dāng)于技術(shù)方案4中的“根據(jù)由處理單元所導(dǎo)出的位置信息、距離信息以及動作信息中的至少一種信息，對發(fā)光單元的發(fā)光狀態(tài)進行的可變控制”。而且替代圖6和圖7所示的控制，也可以根據(jù)位置信息、距離信息以及動作信息中的任意一種信息，對發(fā)光單元的發(fā)光狀態(tài)進行可變控制。
由上述結(jié)構(gòu)的對象物檢測系統(tǒng)100所檢測出的信息，連續(xù)地或每隔一定時間傳送到圖1中的ECU200內(nèi)，由該ECU200對乘員約束單元210進行驅(qū)動控制。例如進行控制，使由氣囊裝置或安全帶裝置構(gòu)成的乘員約束單元210所產(chǎn)生的約束能力(乘員約束狀態(tài))對應(yīng)于車輛乘員的有無、體格、位置、距離、動作、姿勢等進行變化。具體而言，進行控制，從而通過改變氣囊或安全帶的能量吸收能力，或改變氣囊的展開速度，來改變約束能力(乘員約束狀態(tài))。
而且，根據(jù)本實施例，由于通過檢測車輛乘員座椅上是否有車輛乘員，可以僅在座椅上有車輛乘員時使乘員約束單元210工作，所以能夠抑制乘員約束單元210的不必要的工作。而且，在檢測到前排座椅或后排座椅上是否有車輛乘員的情況下，可以進行下述控制使用實施警報輸出(顯示輸出、聲音輸出等)的警報裝置，促使沒有佩戴安全帶的車輛乘員佩戴安全帶。
如上所述，若采用本實施例的對象物檢測系統(tǒng)100，通過對照明裝置130(第1光源131和第2光源132)的發(fā)光狀態(tài)進行控制，能夠補正光學(xué)透鏡114的下述特有問題由于隨著視角變寬，穿過光學(xué)透鏡114在距離測量圖象芯片116的成像區(qū)域內(nèi)成像的光量越向周邊越少，而且在距離測量圖象芯片116的成像區(qū)域內(nèi)成像的像的失真在周邊區(qū)域比中央?yún)^(qū)域大。因此，使用攝像裝置110能夠高精度地檢測出與車輛乘員座椅上的對象物有關(guān)的信息。而且，通過對照明裝置130(第1光源131和第2光源132)的發(fā)光狀態(tài)進行上述控制來提高檢測精度，能夠使用低動態(tài)范圍的圖像芯片，能夠降低系統(tǒng)的成本。此外，通過使設(shè)置在照明裝置130的中央?yún)^(qū)域的發(fā)光燈的光量(發(fā)熱量)比外周區(qū)域低，能夠提高光源整體的散熱效果，同時能夠提高光源的耐久性。而且，即使根據(jù)需要使光源熄滅或亮燈地對光源進行控制，也可以提高光源的耐久性。
根據(jù)本實施例，實施圖5所示的“測量距離偏差調(diào)整處理”，通過適當(dāng)調(diào)整照明裝置130(第1光源131和第2光源132)的發(fā)光狀態(tài)，能夠抑制與對象物距離信息有關(guān)的偏差，從而可以獲得檢測精度更高的信息。
根據(jù)本實施例，實施圖6所示的“基于位置進行的光量調(diào)整處理”或圖7所示的“基于動作進行的光量調(diào)整處理”，通過根據(jù)與對象物有關(guān)的位置信息、距離信息、動作信息，對照明裝置130(第1光源131和第2光源132)的發(fā)光狀態(tài)進行可變控制，從而可以，提高該光量和發(fā)光模式的計算精度。
根據(jù)本實施例，由于進行控制，以便在難以由車輛乘員識別出照明裝置130(第1光源131和第2光源132)的發(fā)光狀態(tài)變化的狀態(tài)下調(diào)整該發(fā)光狀態(tài)的變化時間或變化速度等，所以改變發(fā)光單元的發(fā)光量和發(fā)光模式時不會因偏差等給車輛乘員造成不適感。
若采用本實施例的對象物檢測系統(tǒng)100，通過在對應(yīng)于該對象物檢測系統(tǒng)的檢測結(jié)果的適當(dāng)狀態(tài)下，對乘員約束單元210進行驅(qū)動控制，能夠更為細(xì)致地對乘員約束單元210進行控制。
此外，根據(jù)本實施例，提供一種搭載了對象物檢測系統(tǒng)100的車輛，使用攝像裝置110能夠高精度地檢測出與車輛乘員座椅上的對象物有關(guān)的信息。
其他實施例本發(fā)明并不限于上述實施例，可以考慮進行各種應(yīng)用或變形。例如也可以實施應(yīng)用了上述實施例的下述各種形態(tài)。
在上述實施例中，雖然記載了執(zhí)行了圖4～圖7所示的全部處理的對象物檢測系統(tǒng)100，但是在本發(fā)明中，也可以采用執(zhí)行圖4～圖7所示處理中的至少一種處理的對象物檢測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。
在本發(fā)明中，在通過照相機112所檢測到的對象物中，除了車輛乘員之外，還廣泛地包括車輛乘員之外的載置物、兒童座椅或幼兒座椅等。此時，作為與對象物有關(guān)的信息有對象物的有無、尺寸、位置、距離、姿勢、動作、對于對象物的發(fā)光量(配光量)、亮度等信息。
此外，雖然在上述實施例中記載了安裝在汽車上的對象物檢測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，但是本發(fā)明也可以適用于安裝在以汽車為首的飛機、船舶、電車、公共汽車、貨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)，包括向車輛乘員座椅上的對象物發(fā)光的發(fā)光單元；對上述發(fā)光單元進行控制的控制單元；攝像單元，具有光學(xué)透鏡和距離測量圖象芯片，由上述發(fā)光單元發(fā)出且被上述對象物反射后的光，穿過上述光學(xué)透鏡而入射到上述距離測量圖象芯片，并在該距離測量圖象芯片的成像區(qū)域內(nèi)成像；以及進行根據(jù)上述攝像單元在距離測量圖象芯片上的成像導(dǎo)出與上述對象物有關(guān)信息的處理的處理單元，其特征在于，上述控制單元，為了使入射到上述距離測量圖象芯片上的入射光量在成像區(qū)域的各個部位上均等化，根據(jù)由上述處理單元所導(dǎo)出的與入射光量有關(guān)的信息，對上述發(fā)光單元的發(fā)光狀態(tài)進行可變控制。
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，上述控制單元，對上述發(fā)光單元的發(fā)光狀態(tài)進行可變控制，以使入射到上述光學(xué)透鏡各個部位中的物鏡開口區(qū)域內(nèi)的周邊部的入射光量多于入射到該物鏡開口區(qū)域內(nèi)的中央部的入射光量。
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，上述處理單元，多次導(dǎo)出距離信息作為與上述對象物有關(guān)的信息；上述控制單元，當(dāng)上述處理單元所導(dǎo)出的多個距離信息產(chǎn)生規(guī)定偏差時，對與該對象物對應(yīng)的發(fā)光單元的發(fā)光量進行可變控制。
4.根據(jù)權(quán)利要求1～3中任一項所述的對象物檢測系統(tǒng)，其特征在于，上述處理單元，導(dǎo)出位置信息、距離信息以及動作信息作為與上述對象物有關(guān)的信息；上述控制單元，根據(jù)由上述處理單元所導(dǎo)出的位置信息、距離信息以及動作信息中的至少一種信息，對上述發(fā)光單元的發(fā)光狀態(tài)進行可變控制。
5.根據(jù)權(quán)利要求1～4中任一項所述的對象物檢測系統(tǒng)，其特征在于，上述控制單元，當(dāng)對所述發(fā)光單元的發(fā)光狀態(tài)進行可變控制時，以車輛乘員難以識別出發(fā)光狀態(tài)變化的狀態(tài)而改變所述發(fā)光單元的發(fā)光狀態(tài)。
6.一種工作裝置控制系統(tǒng)，其特征在于，包括根據(jù)權(quán)利要求1～5中任一項所述的對象物檢測系統(tǒng)；根據(jù)由該對象物檢測系統(tǒng)的處理單元所導(dǎo)出的與車輛乘員座椅上的對象物有關(guān)的信息而工作的工作裝置；和對所述工作裝置進行驅(qū)動控制的驅(qū)動控制單元。
7.一種車輛，包括發(fā)動機行駛系統(tǒng)、電裝系統(tǒng)、對上述發(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、對與車輛乘員座椅上的對象物有關(guān)的信息進行檢測的對象物檢測單元，其特征在于上述對象物檢測單元，采用權(quán)利要求1～5中任一項所述的對象物檢測系統(tǒng)構(gòu)成。
全文摘要
本發(fā)明的對象物檢測系統(tǒng)、工作裝置控制系統(tǒng)、車輛，提供一種高精度地檢測與車輛乘員座椅上的對象物有關(guān)的信息的有效技術(shù)。在使用包括光學(xué)透鏡(114)、距離測量圖象芯片(116)以及照明裝置(130)的照相機(112)，對與車輛乘員座椅上的對象物有關(guān)的信息進行檢測的結(jié)構(gòu)中，為了使入射到距離測量圖象芯片(116)的入射光量在成像區(qū)域內(nèi)的各個部位上均等化，搭載在車輛上的對象物檢測系統(tǒng)(100)進行控制，從而可以改變照明裝置(130)的第一光源(131)和第2光源(132)的發(fā)光狀態(tài)。
文檔編號G03B15/02GK101022563SQ20071000627
公開日2007年8月22日 申請日期2007年2月7日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月14日
發(fā)明者青木洋, 橫尾正登, 箱守裕 申請人:高田株式會社