JP2002029279A - 覚醒度低下判定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ドライバの瞬きを検出して、該ドライバの覚醒
度低下を判定する覚醒度低下判定装置において、メータ
視認時などの影響を受けずに精度よく瞬きを検出して覚
醒度低下を判定する。 【解決手段】一定時間当たりの瞬き時間データの頻度分
布を求め、この頻度分布中に一定の瞬き時間内でピーク
が発生している場合は、その瞬き時間データを覚醒度低
下の判定から除外する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は覚醒度低下判定装置
に関し、特にドライバの顔の画像を処理することにより
該ドライバの瞬きを検出し、その瞬き時間の長短でドラ
イバの覚醒度を判定する覚醒度低下判定装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、種々の覚醒度低下判定装置が
既に提案されている。例えば、最近では瞬きと瞳孔径を
検知してドライバの覚醒度や疲労度を推定し警報するシ
ステムが特開平11-316884号公報で提案されており、ま
た、瞳孔反射を利用して瞬きを検出しドライバの覚醒度
を推定する瞬き検出システムが同11-105578号公報で提
案されている。

【０００３】さらには、同11-339200号公報において、
瞬き状態により覚醒度を判定し、さらに精度を高めるた
め、車線に対する車両位置や運転操作から最終判定する
システムが提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】一般に、左右のミラー
の角度、メータの見下ろし角度、路面からのドライバの
視点など、乗用車と商業車ではそれぞれ図10(1)及び(2)
に示すように、かなり異なる車室内レイアウトとなって
いる。

【０００５】すなわち、同図(1)に示す乗用車の場合に
は、メータ類30への見下ろし角（俯角）は−25°程度で
あるが、同図(2)に示す商業車の場合には、メータ類30
に対する見下ろし角は−35°程度にまで拡大する。従っ
て、商業車ではドライバの視線の移動量も乗用車より大
きくなり、また、職業ドライバなどでは視線を配る頻度
も異なることになる。

【０００６】このような商業車で、従来の顔画像処理に
よる瞬き検出を実施するには、図11に示すようにドライ
バの上半身を写すようにCCDカメラを設置し、ミラーの
確認時や周囲の確認時に、視線移動量がある程度大きく
てもドライバの視線を画像の中に捉えるように設置する
必要がある。

【０００７】しかしながら、同図に示すような画像処理
を行うとき、ドライバの上半身を写し出していることか
ら、その一部であるドライバの眼の周辺の解像度は相対
的に低くなり、図12(1)に示すような前方注視状態に対
して、同図(2)に示すような瞬きをしている閉眼状態に
変わったのか、同図(3)に示すようなメータ類を見下ろ
している状態に変わったのかが区別でき難くなってしま
う。

【０００８】さらに商業車の場合には、同図(1)に示す
前方注視状態の視線角度と同図(3)に示すメータ注視状
態の視線角度が互いに大きく異なることから、速度を調
節するためにドライバがメータ類を見下ろしている後者
の状態を、瞬きしている同図(2)の状態と誤判定してし
まう場合が多くなることが確かめられた。

【０００９】従って本発明は、ドライバの瞬きを検出し
て、該ドライバの覚醒度低下を判定する覚醒度低下判定
装置において、メータ視認時などの影響を受けずに精度
よく瞬きを検出して覚醒度低下を判定することを目的と
する。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め本発明に係る覚醒度低下判定装置は、一定時間当たり
の瞬き時間データの頻度分布を求め、この頻度分布中に
一定の瞬き時間内でピークが発生している場合は、メー
タ視認時などの状態にあるものとしてその瞬き時間デー
タを覚醒度低下の判定に用いないようにすることを特徴
としている。

【００１１】今、一定時間（ΔAn：例えば1分）当たり
の瞬き時間の頻度分布をとると、図１(1)に示すように
なる。すなわち、短い瞬き時間の頻度が最も多く、瞬き
時間が大きくなるにつれて徐々になだらかに頻度が小さ
くなって行く。この場合、実線で示した特性が正常時
（覚醒時）の頻度分布を示しており、破線で示した特性
が覚醒度低下時の頻度分布を示している。覚醒度低下
時の特性は正常時の特性とほぼ同様の特性曲線を呈
しているが、全体的に瞬き時間が長くなり、平均値が長
くなることが分かる。

【００１２】従って、例えば両特性及びの差を従来
より知られる演算手法により求めれば、正常時であるか
覚醒度低下時であるかが判定できることになる。これに
対して、図12(3)に示したようなメータ視認時において
は、図１(2)に示すように、特定の瞬き時間にピークP1
が現れる。このようなメータ視認時の瞬き時間は0.5〜
0.7秒程度であり通常の瞬き時間よりも長くなる。

【００１３】一方、覚醒度低下時であってもメータ視認
時においては、同図(1)に示すようにピークP2が発生す
るので、両ピークP1とP2を一定の瞬き時間Tτを境界に
して区別する必要がある。そこで、同図(2)に示すよう
に一定の瞬き時間Tτ内にピークP1が検出されたときに
は、一定時間ΔAnにおける瞬きデータを覚醒度低下の為
の判定に用いないようにすれば、メータ類の視認時等を
瞬きとして誤検知することがなくなる。

【００１４】

【発明の実施の形態】図2は、本発明に係る覚醒度低下
判定装置の構成例を示したもので、CCDなどのカメラ1が
画像処理部2と瞬き時間検出部3と誤検知判定部4とに縦
続接続されている。

【００１５】図３は、図２に示した本発明に係る覚醒度
低下判定装置の各部の動作実施例を示したフローチャー
トである。以下、この図３に示すフローチャートに沿っ
て、本発明に係る覚醒度低下判定装置の動作を説明す
る。

【００１６】画像処理部2の動作：まず、カメラ１から
図4(1)に示すような顔画像を入力し(図３のステップS
1)、画面全体に対してフィルタリングなどの前処理を施
す(同S2)。次に、画像全体に対して二値化処理を施し
(同S3)、ドライバの鼻の穴を探索する準備をする。

【００１７】そして、パターンマッチングなどの手法を
用いて図４(2)に示すようにドライバの鼻の穴の位置を
特定する(同S4)。次に、この鼻の穴の位置から更に同図
(3)及び図5(1)に示すように眼の位置を特定し、眼の周
辺領域A及びBを設定する(同S5)。

【００１８】そして、眼の周辺領域として推定できたか
否かを、やはりパターンマッチングなどの手法を用いて
判定し(同S6)、推定できなかったときにはステップS1に
戻るが、眼の周辺領域が推定できたときには、再び顔画
像を入力し(同S7)、同図(2)に示すような目の周辺領域
の追跡を行い(同S8)、更に追跡できたか否かを判定する
(同S9)。

【００１９】この結果、追跡できなかったときにはステ
ップS1に戻るが、追跡できたときには、眼の周辺領域に
対して前処理を施し(同S10)、眼の周辺領域に対してエ
ッジ抽出処理を実行する(同S11)。このように、鼻の穴
の位置から推定された眼の位置の周辺領域に対してエッ
ジ抽出処理を施すことにより、眼の上瞼の境と下瞼の境
を明確化し境界を抽出する。この上瞼の境界と下瞼の境
界の位置関係により、同図(3)に示す如く、開眼か閉眼
かを判定する。

【００２０】瞬き時間検出部3の動作：上記のようにエ
ッジ抽出処理を施して瞬きを検出した後、一定時間（Δ
An)において、瞬き時間を計測する(同S12)。そして、瞬
き時間データを蓄積し(同S13)、一定時間（ΔAn)当たり
の瞬き時間の頻度分布を図１のようにして求める(同S1
4)。

【００２１】誤検知判定部4の動作：まず、従来から知
られた手法によりピーク検出を実行し(同S15)、図１(1)
及び(2)に示したようなピークP1,P2が存在するか否かを
判定する(同S16)。ピーク検出がなされなかったときに
は同図(1)に示すような覚醒度判定に使用可能なデータ
であるので、この場合、特性又はの何れであっても
出力してステップS7に戻る(同S17)。

【００２２】一方、ピークが誤検知範囲か否か、すなわ
ちピークP1であるかP2であるかを区別しなければならな
いので(同S18)、そのピーク位置が一定値Tτ以下であれ
ば同図(2)に示すピークP1が検出されたものとして、こ
の瞬きデータを無効にし(同S19)、ステップS7に戻る
が、該ピークがTτ以上であれば同図(1)に示すピークP2
が検出されたものとして瞬きデータを覚醒度判定に用い
る(同S20)。

【００２３】なお、上記の実施例においては、図６に示
すように、過去の一定時間ΔAnの瞬きデータをとってそ
の頻度分布を求めたが、この一定時間ΔAnが短いと正確
な頻度分布か得られず、逆に長いと覚醒度の判定時間が
長くなり、その判定結果に伴う警報の発生が遅れてしま
うということが有り得る。

【００２４】そこで、図６に示すように、一定時間ΔAn
より短いデータ出力間隔ΔTにおいて瞬き時間の頻度分
布を上記のΔAnにおける頻度分布に加えると共に、上記
の一定時間ΔAnの中の古いデータ出力間隔ΔTの頻度分
布データを除くことにより、新しいデータ出力間隔ΔT
を加えた過去ΔAnの頻度分布を求めてピークの存在を判
定しても良い。

【００２５】この場合のピークは徐々に大きくなった
り、又は小さくなったりするので、経験的な閾値を設定
してピークの発生を検知すればよい。このようにして、
覚醒度の判定は一定時間ΔAnより短いデータ出力間隔Δ
T毎に瞬きデータを得ることが可能となる。

【００２６】また、上記の実施例では、昼間の運転時に
おける瞬き時間の検出とその頻度分布を求めたが、夜間
の場合には、例えば、図７に示すように、赤外線カメラ
1と照明用の赤外LED10とによりドライバの眼球20におけ
る瞳孔を光らせた映像を撮るようにしても良い。

【００２７】すなわち、これはフラッシュを使って写真
を撮ったとき被写体の人物の眼が赤く光る場合がある
が、これと同じ原理を利用する方法であり、カメラ1の
光軸に照明を出来るだけ近づけ、或いはハーフミラーを
使ってドライバの顔（図9(1)参照）を撮影すれば、図８
(1)に示すような眼の画像から同図(2)及び図9(2)に示す
ような明瞳孔反射という瞳孔が光った顔画像を利用して
瞬きを検出することが可能となる。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係る覚醒度
低下判定装置によれば、一定時間当たりの瞬き時間デー
タの頻度分布を求め、この頻度分布中に一定の瞬き時間
内でピークが発生している場合は、その瞬き時間データ
を覚醒度低下の判定から除外するように構成したので、
特に商業車のようにメータ類を視認する場合に瞬き状態
と類似した状態を呈する場合の瞬き時間検出に伴う誤判
定を無くすことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る覚醒度低下判定装置の原理を説明
するために瞬き時間の頻度分布を示した特性グラフ図で
ある。

【図２】本発明に係る覚醒度低下判定装置の構成例を示
したブロック図である。

【図３】本発明に係る覚醒度低下判定装置の動作を説明
するためのフローチャート図である。

【図４】昼間の画像から眼の位置を推定する過程を説明
した図である。

【図５】眼の画像処理領域における詳細な処理方法を示
した図である。

【図６】データ処理間隔とデータ処理区間との関係を説
明するための図である。

【図７】夜間走行時での赤外LEDによる眼球の照明状態
を説明した図である。

【図８】明瞳孔反射を示した図である。

【図９】明瞳孔反射に伴うドライバの瞳孔位置を説明す
るための図である。

【図10】車両の種類によってメータ類の見下ろし角が異
なる状態を示した側面概略図である。

【図11】CCDカメラによるドライバの顔画像例を示した
図である。

【図12】前方注視時とメータ視認時の視線角度を説明す
るための図である。

【符号の説明】

1 カメラ 2 画像処理部 3 瞬き時間検出部 4 誤検知判定部 10 赤外LED 20 眼球 30 メータ類 図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。

フロントページの続き Ｆターム(参考） 3D037 FA05 5H180 AA01 CC02 CC04 LL01 LL06 LL20 5L096 BA04 BA18 CA02 EA43 FA06 FA46 FA69 HA05

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ドライバの瞬きを検出して該ドライバの覚
   醒度低下を判定する覚醒度低下判定装置において、 一定時間当たりの瞬き時間データの頻度分布を求め、該
   頻度分布中に一定の瞬き時間内でピークが発生している
   ときは、該データを該判定から除外することを特徴とし
   た覚醒度低下判定装置。