비디오 센서 시스템 및 풋 룸 시스템에 의한 시트 점유검출 방법 및 장치(Method and device for detecting seat occupancy bymeans of a video sensor system and foot room system)

공개특허 특2001-0112429

(19) 대한민국특허청(KR)
(12) 공개특허공보(A)
(51) 。Int. Cl.7
B60R 21/01
(11) 공개번호
(43) 공개일자
특2001-0112429
2001년12월20일
(21) 출원번호 10-2001-7013136
(22) 출원일자 2001년10월15일
번역문 제출일자 2001년10월15일
(86)국제출원번호 PCT/DE2001/00500 (87) 국제공개번호 WO 2001/60662
(86)국제출원출원일자 2001년02월09일 (87) 국제공개일자 2001년08월23일
(81) 지정국 국내특허 : 오스트레일리아, 일본, 대한민국, 미국,
EP 유럽특허: 오스트리아, 벨기에, 스위스, 사이프러스, 독일, 덴마크, 스페인, 핀랜드, 프
랑스, 영국, 그리스, 아일랜드, 이탈리아, 룩셈부르크, 모나코, 네덜란드, 포르투칼, 스웨덴,
터어키,
(30) 우선권주장 10007014.0 2000년02월16일 독일(DE)
(71) 출원인 로베르트 보쉬 게엠베하
클라우스 포스, 게오르그 뮐러
독일 데-70442 스투트가르트 포스트파흐 30 02 20
(72) 발명자 마테스베른하르트
독일데-74343작센하임퀘르스트라쎄41
랑한스-페터
독일데-71638루드비히스부르크레온베르거스트라쎄30
코헤르파스칼
독일데-70839게르링겐헤그나흐베그5
(74) 대리인 이병호
심사청구 : 없음
(54) 비디오 센서 시스템 및 풋 룸 시스템에 의한 시트 점유검출 방법 및 장치
요약

자동차 조수석에서 부스터 시트에 앉은 어린이와 작은 성인을 구별하기 위해 비디오 센서 시스템(4)이 제공되며, 상기
시스템은 조수석(1)에 있는 승객의 머리 높이를 검출한다. 또한 승객의 한쪽 발 또는 양쪽 발이 조수석(1) 앞 바닥에
닿는지의 여부를 검출하는 풋 룸 센서(5, 6)가 제공된다. 평가 유닛(7)은, 비디오 센서 시스템(4)이 설정된 임계치(S
H) 미만의 머리 높이를 레지스터하고 동시에 풋 룸 센서(5, 6)가 조수석(1) 앞 바닥에 발이 닿지 않는 것을 검출하면,
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조수석(1)의 승객을 어린이로 분류하며 이때 상기 유닛은 조수석 에어백(3)을 비작동화시킨다.

대표도
도 1
색인어
풋 룸 센서, 비디오 센서 시스템, 조수석 에어백, 평가 유닛, 압력 센서
명세서
기술분야
본 발명은 시트 점유를 검출하기 위한 방법과 장치에 관한 것이며, 자동차 조수석에 있는 승객의 머리 높이는 비디오 센
서 시스템에 의해 검출된다.
배경기술

US 5, 983, 147호에는, 비디오 센서 시스템, 주로 스테레오 카메라에 의해서 조수석의 장면이 촬영되고 촬영된 장면을
평가함으로써, 조수석이 점유되었는지, 조수석에 성인 또는 어린이가 있는지 또는 상기 자리에 물건이 놓였는지의 여부
가 검출되는 장치가 공지되어 있다. 미국의 NHTSA(고속도로 안전청)은, 자동차의 조수석에 앉은 어린이들이 조수석
의 에어백이 작동됨으로 인해 치명적인 상해를 입었다는 조사 결과를 제시한다. 작동된 에어백에 의한, 조수석에 앉은
승객에 대한 상해 위험은, 조수석의 승객이 자신의 앉은 위치, 또는 신장에 의해서, 또는 사고가 일어나기 바로 직전에
에어백 방향으로 몸을 굽힘으로써 에어백과 작은 간격을 둘 때, 주로 일어난다. 조수석이 점유되었더라도 충돌시 조수
석 에어백이 작동되지 않아야 하는 상황이 있다. 예컨대 보호되지 않아도 되는 물건이 놓여 있거나 조수석 에어백과 승
객이 매우 적은 간격을 둘 때, 특히 조수석에 어린이가 앉아 있는 경우가 이에 속한다. US 5,983,147호에 기재된 비디
오 센서 시스템에 의하면, 조수석의 점유 상태, 즉 조수석에 물건이 놓여 있는지, 성인 또는 뒤를 향한 어린이용 시트에
있는 어린이가 앉아 있는지의 여부가 검출된다. 또한 공지된 비디오 센서 시스템을 이용하여 각각의 승객(성인 또는 어
린이)의 머리 높이가 검출될 수 있다.


조수석 에어백은, 뒤를 향한 어린이용 시트에 있는 유아의 경우 뿐만 아니라, 일반적으로 조수석 위에 안착된 부스터 시
트에 앉은 더 큰 어린이(5 내지 8 세)의 경우에도 비작동화되어야 한다. 5 내지 8 세의 어린이는 상기 부스터 시트에
앉음으로써, 신장이 작은 성인의 머리 높이에 이른다. 따라서 상기 비디오 센서 시스템은 조수석 에어백이 비작동화되
어야 하는, 부스터 시트에 있는 어린이와, 조수석 에어백이 작동화되어야 하는 머리 높이를 갖는 성인을 구별할 수 없다.
NHTSA는 소위 5%-여성과 부스터 시트에 있는 어린이(대략 5 내지 8 세)를 구별할 수 있는 시트 점유 검출 장치를
요구하며, 이는 5%-여성일 경우에는 조수석 에어백이 작동화되어야 하는 반면 부스터 시트에 있는 어린이의 경우에는
비작동화되어야 하기 때문이다. 5%-여성은, 신장이 최대 150m이고 몸무게가 최대 50Kg인 여성을 뜻한다. 상기 여성
들은 총 여성 인구의 대략 5%를 차지한다.

시트 점유를 검출하기 위해서 무게 센서가 제공될 경우, 5%-여성과 부스터 시트의 어린이는 동일한 무게 범주에 있기
때문에 상기 센서는 상기 여성들과 어린이를 구별할 수 없다.
따라서 본 발명의 과제는 서두에 언급된 방식의 방법과 장치에 있어서, 신장이 작은 성인(작동되는 경우)과 부스터 시
트에 있는 어린이(작동되지 않는 경우)를 가능한 매우 확실하게 구별할 수 있게 하는 것이다.
발명의 상세한 설명
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언급된 과제는 제 1 항 또는 제 2 항의 특징에 따라, 자동차의 조수석에 있는 승객의 머리 높이를 검출하는 비디오 센서
시스템 외에도, 승객의 한쪽 발 또는 양쪽 발이 조수석 앞 바닥에 닿는지의 여부를 조사하는 풋 룸(foot room:발이 놓
이는 공간) 센서가 제공됨으로써 해결된다. 비디오 센서 시스템이 설정된 임계치 미만의 머리 높이를 레지스터하고 동
시에 풋 룸 센서가 조수석 앞 바닥에 발이 닿지 않는 것을 검출하면, 조수석의 승객이 어린이로 분류되며 이때 조수석
에어백은 비작동화된다. 즉 비디오 센서 시스템이, 부스터 시트에 있는 어린이의 머리 높이에 상응하는 머리 높이를 검
출하면, 상기 어린이가 실제로 부스터 시트에 있는 어린이인지 아니면 신장이 작은 성인인지의 여부는 풋 룸 센서에 의
해서 분명하게 구별될 수 있다. 왜냐하면 성인은 어느 경우에도 한쪽 발 또는 양쪽 발이 조수석 앞 바닥에 닿는 반면,
부스터 시트에 있는 어린이는 바닥에 발이 닿지 않기 때문이다. 상기 양 센서에 의해서, 에어백이 작동되는 경우인 " 신
장이 작은 성인" 과 에어백이 작동되지 않는 경우인 " 부스터 시트에 있는 어린이" 사이가 분명하게 구분될 수 있다.

본 발명의 바람직한 또 다른 구성은 종속항에 제시된다. 바람직하게는 풋 룸 센서는 조수석 앞 바닥에 가해진 압력을 검
출하는 압력 센서이다. 상기 풋 룸 센서는 주로, 조수석 앞 바닥에 압력이 가해질 경우에 그 압력을 가하는 대상의 프로
파일을 검출하는 압력 센서이다. 압력을 가하는 대상의 프로파일을 검출하는 것은 풋 룸 센서가 다수의 개별 압력 센서
소자로 구성됨으로써 바람직하게 실행될 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 이용하여 하기에서 더 자세히 설명된다.
도면의 간단한 설명
도 1은 비디오 센서 시스템과 풋 룸 센서를 구비한 자동차 조수석의 개략도.
도 2는 시트 점유 검출에 대한 순서도.
실시예

도 1 에는 조수석 에어백(3)이 설치된 자동차의 계기판(2) 앞에 조수석(1)의 있는 자동차의 조수석실의 단면이 도시
된다. 조수석(1) 위의 그리고 조수석 둘레의 장면을 촬영하는 비디오 센서 시스템(4)은 주로 자동차 지붕에 배열된다.
상기 비디오 센서 시스템(4)은 공지된 방법에서 CCD 또는 CMOS 기술로 실행된 비디오 카메라일 수 있다. 상기 카메
라는 모노 카메라 또는 스테레오 카메라일 수 있으며, 이때 스테레오 카메라가 공간적 화상을 촬영할 수 있음으로써 조
수석의 다양한 점유 상황은 더 잘 구별될 수 있다. 비디오 센서 시스템(4)의 정확한 동작 방식과 이와 연관된 화상 신
호 처리는 이미 종래 기술(US 5,983,147 비교)이기 때문에 여기서 더 자세히 언급되지 않는다. 비디오 센서 시스템(
4)은 조수석이 점유되었는지, 조수석에 물건이 놓여 있는지, 조수석에 승객이 앉았는지 또는 뒤를 향한 어린이용 시트
가 조수석 위에 설치되었는지의 여부를 구별할 수 있다. 또한 비디오 센서 시스템(4)은 조수석에 있는 승객의 머리 높
이를 검출할 수 있다.

상기 비디오 센서 시스템(4)은 조수석에 놓인 부스터 시트 위에 앉은 5 내지 8 세의 어린이와 작은 성인을 구별할 수
없다. 즉 시트가 높아짐으로써, 어린이는 작은 성인의 머리 높이에 거의 일치하는 머리 높이를 얻기 때문이다. 성인일
경우 조수석 에어백이 작동화되어야 하는 반면, 어린이일 경우에 조수석 에어백은 비작동화되어야 하기 때문에, 비디오
센서 시스템(4)은 조수석 에어백의 작동화와 비작동화를 분명하게 구별하기 위해서는 충분하지 않다.

상기와 같은 경우를 분명하게 구별하기 위해, 조수석(1) 앞 풋 룸에는 풋 룸 센서(5, 6)가 배열된다. 도시된 실시예에
서 풋 룸 센서(5, 6)는 두 개의 부품으로 구성된다. 하나의 부품(5)은 수평으로 뻗은 바닥 영역에 배열되고, 다른 하나
의 부품(6)은 경사진 바닥 영역에 배열된다. 그러나 일반적으로는 수평으로 뻗은 바닥 영역에 풋 룸 센서(5)를 제공하
는 것만으로도 충분하다. 풋 룸 센서(5, 6)는, 조수석(1)에 앉은 승객의 한쪽 발 또는 양쪽 발이 바닥에 닿는지의 여부
를 레지스터한다. 풋 룸 센서로는, 조수석(1) 앞 바닥에 가해진 압력을 검출하는 압력 센서가 적합하다.
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공개특허 특2001-0112429



상기 압력이 승객의 발에 의해서 가해진 것인지 또는 조수석 앞 풋 룸에 놓인 어느 다른 물건에 의해서 가해진 것인지를
구별하기 위해, 압력 센서는 압력 프로파일을 검출할 수 있어야 한다. 압력 프로파일 감지는, 풋 룸 센서가 다수의 압력
센서 소자로 형성됨으로써 실행될 수 있다. 자동차 시트에 통합된 압력 센서 매트에서 공지된 바와 같이, 다양한 압력
센서 원리가 공지되어 있다. 압력에 좌우되는 저항 소자 또는 가해진 압력에 따라 그 용량이 변하는 소자를 가진 압력
센서가 있다. 또한 마이크로 밴딩 효과에 의한 압력 센서도 있다. 주름진 패드에는 유리 섬유가 제공된다. 압력으로 유
리 섬유가 변형될 때, 상기 유리 섬유를 통과하는 빛의 흐름이 변한다.

상기 풋 룸 센서(5, 6)와 비디오 센서 시스템(4)의 센서 신호는 평가 유닛(7)에 전송된다. 상기 평가 유닛(7)은 조수
석 에어백(3)의 작동화와 비작동화를 센서 신호에 따라 마지막으로 제어한다.

도 2 에 도시된 순서도는, 조수석에 어린이가 있는지의 여부가 비디오 센서 시스템(4)과 풋 룸 센서(5, 6)에 의해서 분
명하게 결정되어, 조수석 에어백이 작동화되거나 비작동화되는 것을 설명한다. 단계(21, 22)에 따라 한편으로 비디오
센서 시스템(4)은 조수석에 있는 승객의 머리 높이를 검출하며, 풋 룸 센서(5, 6)는 조수석 앞 바닥이 접촉되는지를 검
출한다. 단계(23)에서는 임계치가 결정된다. 이때 비디오 센서 시스템에 의해서 검출된 승객의 머리 높이는 임계치(S
H)와 비교된다. 머리 높이가 임계치(SH) 아래에 있으면, 평가 유닛은 조수석(1)에 어린이가 앉지 않은 것을 확실하게
결정한다. 상기 임계치(SH)는 매우 높게 선택되므로, 무조건 조수석 에어백이 비작동화되어야 하는 어린이는 부스터
시트에 앉았을지라도 상기 머리 높이(SH)를 넘지 않는다. 단계(24)에서는 풋 룸 센서의 정보가 평가되고 조수석(1)
앞 바닥에 풋 압력이 주어졌는지가 검출된다.


단계(25)에서는, 검출된 머리 높이가 설정된 임계치(SH)보다 작은 제 1 조건과, 조수석 앞 바닥에 풋 압력이 가해지지
않는 제 2 조건이 동시에 충족되는지의 여부가 조사된다. 상기 양 조건들이 충족되면, 평가 유닛(7)은 조수석(1)에 어
린이가 있는 것으로 결정한다. 조수석에 앉는 어린이, 특히 어린이가 부스터 시트에 앉은 경우에는 그 발은 조수석(1)
앞 바닥에 닿지 않는다. 그러나 경우에 따라서 어린이는, 부스터 시트에 앉는 바로 그 이유 때문에 작은 성인의 머리 높
이에 이른다. 그러나 성인은 임계치(SH)보다 낮은 머리 높이를 가지더라도, 일반적으로는 조수석 앞 바닥에 적어도 한
쪽 발이 닿는다. 따라서 단계(26)에서는 조수석의 승객이, 설정된 임계치(SH)보다 머리 높이가 작은 제 1 조건과 조수
석 앞 바닥에 풋 압력이 주어지는 제 2 조건을 동시에 가지는지의 여부가 검출된다. 상기 양 조건이 충족되면, 평가 유
닛(7)은 조수석(1)에 어린이가 없는 것으로 결정한다. 조수석(1)에서 어린이가 검출되는 경우, 단계(27)에서 평가 유
닛(7)은 조수석 에어백(3)을 비작동화하기 위해 제어 신호를 전송한다.

(57) 청구의 범위
청구항 1.
자동차 조수석(1)에 있는 승객의 머리 높이를 검출하는 비디오 센서 시스템(4)를 이용한 시트 점유 검출 방법에 있어
서,
승객의 한쪽 발 또는 양쪽 발이 조수석(1) 앞 바닥에 닿는지의 여부가 풋 룸 센서(5, 6)에 의해서 검출되며, 상기 비디
오 센서 시스템(4)이 설정된 임계(SH) 미만의 머리 높이를 레지스터하고 동시에 상기 풋 룸 센서(5, 6)가 조수석(1)
앞 바닥에 발이 닿지 않는 것을 검출하면, 조수석(1)의 승객이 어린이로 분류되고 이때 조수석 에어백(3)은 비작동화
되는 것을 특징으로 하는 시트 점유 검출 방법.
청구항 2.
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공개특허 특2001-0112429

자동차 조수석(1)에 있는 승객의 머리 높이를 검출하는 비디오 센서 시스템(4)을 포함하는 시트 점유 검출 장치에 있
어서,
승객의 한쪽 발 또는 양쪽 발이 조수석(1) 앞 바닥에 닿는지의 여부를 검출하는 풋 룸 센서(5, 6)가 제공되며, 평가 유
닛(7)은, 상기 비디오 센서 시스템(4)이 설정된 임계치(SH) 미만의 머리 높이를 레지스터하고 동시에 상기 풋 룸 센
서(5, 6)가 조수석(1) 앞 바닥에 발이 닿지 않는 것을 검출할 때, 조수석(1)의 승객을 어린이로 분류하고, 조수석 에어
백(3)을 비작동화시키는 것을 특징으로 하는 시트 점유 검출 장치.
청구항 3.
제 2 항에 있어서, 상기 풋 룸 센서(5, 6)는, 조수석 앞 바닥에 가해진 압력을 검출하는 압력 센서인 것을 특징으로 하
는 시트 점유 검출 장치.
청구항 4.
제 2 항에 있어서, 상기 풋 룸 센서(5, 6)는, 조수석(1) 앞 바닥에 압력이 가해질 경우에 상기 압력을 가하는 대상의
프로파일을 검출하는 압력 센서인 것을 특징으로 하는 시트 점유 검출 장치.
청구항 5.
제 4 항에 있어서, 상기 풋 룸 센서(5, 6)는 다수의 압력 센서 소자로 구성되는 것을 특징으로 하는 시트 점유 검출 장
치.
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