JP2005274409A

JP2005274409A - カーナビゲーション装置

Info

Publication number: JP2005274409A
Application number: JP2004089115A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Furukawa; 淳古川
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2004-03-25
Filing date: 2004-03-25
Publication date: 2005-10-06

Abstract

【課題】自動車走行中に於ける運転手の入力操作を確実に無効にでき、且つ、助手席の人が操作する場合には片手で操作できるカーナビゲーション装置を提供する。
【解決手段】操作者が運転席着座者か助手席着座者かを識別可能な画像を撮影するように設けられるカメラ１２と、カメラ１２の撮影画像に基づいて操作パネル１１が運転席１２１の着座者と助手席１２２の着座者の何れにより操作されたかを判定する手段と、自動車の走行状態を検出する状態検出器２５と、操作パネル１１が操作された時に自動車が走行中であり且つ当該操作が運転席１２１の着座者により行われたと判定された場合は当該操作を無効とする手段と、を有するカーナビゲーション装置。
【選択図】図１

Description

本発明はカーナビゲーション装置に関する。詳しくは、自動車走行中に於ける運転手の入力操作を無効とする機能を備えたカーナビゲーション装置に関する。

自動車走行中に於ける運転手の入力操作を無効とする機能を備えたカーナビゲーション装置が提供されている（特許文献１，参照）。この特許文献１の装置では、走行中のキー入力を禁止状態とするキー入力制御回路を設けるとともに、運転手が操作できない箇所に解除用のスイッチを設け、該解除用のスイッチが押されている場合にのみ、上記キー入力制御回路による禁止状態が解除される。即ち、カーナビゲーション装置への操作入力が可能となる。

特開平５−１６４５６５号公報。

特許文献１のカーナビゲーション装置では、助手席の人が一方の手で解除用のスイッチを押し続けながら、他方の手で入力操作を行う必要があるため、カーナビゲーション操作のために両手をとられてしまうという不便さがある。また、助手席の人が解除用のスイッチを押し続けていさえすれば、運転手であってもカーナビゲーションの入力操作ができてしまうという不具合もある。

本発明は、自動車走行中に於ける運転手の入力操作を確実に無効にでき、且つ、助手席の人が操作する場合には片手で操作できるカーナビゲーション装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するための本発明は、下記［１］〜［３］のように構成される。
［１］構成１：
運転席と助手席の双方から操作可能に設けられるカーナビゲーション装置であって、
操作パネルの操作者が運転席着座者か助手席着座者かを識別可能な画像を撮影するように設けられるカメラと、
前記カメラの撮影画像に基づいて操作パネルが運転席着座者と助手席着座者の何れにより操作されたかを判定する画像判定手段と、
自動車の走行状態を検出する状態検出手段と、
操作パネルが操作された時に自動車が走行中であり且つ当該操作が運転席着座者により行われたと判定された場合は当該操作を無効とする操作制御手段と、
を有することを特徴とするカーナビゲーション装置。
操作者が運転席着座者か助手席着座者かを識別可能な画像とは、例えば、操作パネル面を操作している腕が、運転席側から伸びている腕（図２（ａ）参照）か、助手席側から伸びている腕（図２（ｂ）参照）かを識別可能な画像である。これは、例えば、操作パネルをバックにして上方から腕が入るように撮影してもよく（図２参照）、操作パネル側から見て近づいて来る腕が入るように撮影してもよい（図６（ｂ）参照）。
自動車の走行状態は種々の公知の手法で識別可能である。例えば、速度メータに表示するための表示データの元データ（速度データ）を取り込むことができる。
操作制御手段は、運転先着座者か助手席着座者の何れにより操作されたかを明瞭に判定できなかった場合（図２（ｃ）（ｄ）参照）は、安全のために当該操作を無効として、助手席着座者による再操作を音声や表示等で促すようにしてもよい。
［２］構成２：
構成１に於いて、
前記画像判定手段は、操作パネルの操作に基づく機器操作用のデータを出力するまでの待機時間を利用して前記判定を行う、
ことを特徴とするカーナーゲーション装置。
演算装置を二つ設け、一方を画像解析専用（又は主たる用途を画像解析用）とし、他方を通常のカーナビゲーション処理用及び画像解析を除く本発明の処理用としても良い。また、演算装置を一つのみしか用い得ない場合は、画像解析以外の処理結果を出力するまでの待ち時間を画像解析に当てるようにしてもよい。
［３］構成３：
構成１に於いて、
前記カメラの撮影画像に基づいて車室内の状態を監視する機能を更に有する、
ことを特徴とするカーナビゲーション装置。

運転席と助手席の双方から操作可能である構成１のカーナビゲーション装置は、操作パネルの操作者が運転席着座者か助手席着座者かを識別可能な画像を撮影するように設けられるカメラと、該カメラの撮影画像に基づいて操作パネルが運転席着座者と助手席着座者の何れにより操作されたかを判定する手段と、自動車の走行状態を検出する手段と、操作パネルが操作された時に自動車が走行中であり且つ当該操作が運転席着座者により行われたと判定された場合は当該操作を無効とする手段とを有するため、自動車走行中に於いて運転者が操作しようとしても、その操作を確実に無効にできる。また、助手席着座者が操作する場合は、無効とされないため、そのまま操作できる。
構成２のカーナビゲーション装置では、構成１の画像判定手段が、操作パネルの操作に基づく機器操作用のデータを出力するまでの待ち時間を利用して判定を行うため、時間を要する画像解析処理を能率良く行うことができる。
構成３のカーナビゲーション装置は、構成１のカメラの撮影画像に基づいて車室内の状態を監視する機能を更に有するため、カメラという部品点数を増加させることなく二つの機能を実現できる。

以下、図面を参照して本発明を具体的に説明する。
図１（ａ）は実施の形態のカーナビゲーション装置の構成を示すブロック図であり、同図（ｂ）は（ａ）のカーナビゲーション装置の操作パネル１１とカメラ１２の車室内での位置を示す説明図である。
図１（ｂ）に示すように、操作パネル１１は、運転席１２１と助手席１２２の間の前方側に設けられる。また、カメラ１２は、操作パネル１１とその近傍を上方から撮影できるように、車室内の天井に下向きに取り付けられる。一点鎖線枠１５はカメラ１２による撮影範囲を示し、該撮影範囲１５内の上端部寄り中央に操作パネル１１が位置する。運転席１２１の着座者又は助手席１２２の着座者が操作パネル１１に手を伸ばすと、その腕もまた、撮影範囲１５内に入る。なお、１２３はハンドル、１２４は後部座席である。

カーナビゲーション装置の制御装置１０には、図１（ａ）に示すように、操作パネル１１からの操作入力信号、走行状態検出器２５からの速度に応じた走行パルス、異常監視装置２０の状態信号、カメラ制御装置１３からの撮影画像が入力される。
また、カーナビゲーション装置の制御装置１０は、後述の制御（図３〜図５参照）のほかに、操作パネル１１の液晶表示装置の表示制御、異常監視装置２０の制御（例：異常を大音量で報知するための制御，異常を所定の通信端末（携帯電話機等）へ音声やメールで通報するための制御，等）を行う。
カメラ制御装置１３は、ＣＣＤカメラ１２で撮影された画像信号を、制御装置１０での処理可能な画像データに変換して、制御装置１０へ出力する。

図３〜図５は、制御装置１０で実行される処理を説明するフローチャートである。
自動車のエンジン（不図示）が動作中の場合は（Ｓ０１でＹＥＳ）、ステップＳ０７〜Ｓ４３の処理が行われる。
自動車のエンジンが動作中でなく（Ｓ０１でＮＯ）、且つ、異常監視装置２０のスイッチ（不図示）がオンされている場合（動作中の場合）は（Ｓ０３でＹＥＳ）、カメラ１２の撮影画像等を用いた異常監視処理（Ｓ０５）が行われる。例えば、異常監視装置２０が動作中の場合は車室内に人は居ないはずである。にもかかわらず、人物或いは何らかの動きが撮影画像内から検出された場合は、何らかの異常の場合であるため、大音量をスピーカ（不図示）から出力して近くに居る人に報知したり、或いは、当該自動車の持ち主の携帯電話等の所定の通信端末へ通報したりする等の処理が行われる。なお、音声出力や通信は、ステップＳ４３の入出力処理で実行される。

自動車のエンジンが動作中の場合（Ｓ０１でＹＥＳ）に実行される「その他のカーナビ処理（Ｓ０７）」とは、ステップＳ０９〜Ｓ３９以外の公知のカーナビゲーション機能実現のための処理を、一括して示すステップである。例えば、ＧＰＳ衛星から受信される電波に基づいて現在地を演算して地図上に表示する処理や、曲がるべき交差点や合流等に関する音声案内を適時に行う処理等である。なお、ステップＳ０７にて出力設定されたデータは、ステップＳ４３にて当該の機器（表示パネル，スピーカ等）へ出力される。

ステップＳ０９では、判定処理中フラグを検査する。判定処理中フラグは、カメラ１２の撮影画像に基づく画像判定割込処理（Ｓ１００）が起動されているか否かを示すフラグである。当初は起動されていないため（Ｓ０９でＹＥＳ）、ステップＳ１１へ進む。

ステップＳ１１では、操作パネル１１からのキー入力が検出されたか否かを調べる。操作パネル１１にて運転席着座者又は助手席着座者による入力操作が行われた場合、その操作は、ステップＳ４３の入出力処理により制御装置１０へ取り込まれている。即ち、この場合の判定結果は「検出された」となる。

ステップＳ１１でキー入力が検出された場合は（Ｓ１１でＹＥＳ）、当該検出されたキー入力信号を、該当する機器を操作するためのデータに変換して、メモリ（不図示）に保持する（Ｓ１３）。次に、走行状態検出器２５から走行パルスを取得して（Ｓ１５）、当該自動車が走行中であるか否かを判定する（Ｓ１７）。

その結果、走行中でない場合、つまり、停車中の場合は（Ｓ１７でＮＯ）、操作者が運転席着座者であるか助手席着座者であるかにかかわらず操作パネル１１からの入力を受け付けて良い場合であるため、前記ステップＳ１３にてメモリに保持した機器操作用のデータを、出力データとして設定する（Ｓ１９）。この出力設定されたデータは、所定時間間隔で繰り返されている次の出力タイミングになると（Ｓ４１でＹＥＳ）、当該操作対象の機器（表示パネル，スピーカ等）へ出力される（Ｓ４３）。

一方、前記ステップＳ１７で走行中と判定された場合は（Ｓ１７でＹＥＳ）、操作者が運転席着座者であったか助手席着座者であったかに応じて当該操作の無効／有効を制御する必要があるため、操作者を判定するための処理に入る。
まず、カメラ１２の撮影画像をカメラ制御装置１３から取得する（Ｓ２１）。
次に、判定処理中フラグを１にセットして（Ｓ２３）、画像判定割込処理（Ｓ１００）を起動する。この画像判定割込処理（Ｓ１００）は、所定時間間隔で繰り返されている出力タイミング毎に中断される（Ｓ１００ｂでＹＥＳ）。また、前記ステップＳ０９で「判定処理中フラグ＝１」と判定される毎に再起動されて、直前の中断位置から処理を継続される。換言すれば、画像判定割込処理（Ｓ１００）は、前記ステップＳ０７，Ｓ１３，Ｓ１５等の処理後であって、入出力処理（Ｓ４３）が実行されるまでの待ち時間に於いて実行される。この画像判定割込処理（Ｓ１００）は、画像判定が終了して判定終了フラグが１にセットされることにより（Ｓ１００ａでＹＥＳ）、完了する。

図５に即して、画像判定割込処理（Ｓ１００）を説明する。
まず、カメラ１２による撮影画像を所定の領域に分割する（Ｓ１０１）。所定の領域とは、この場合は、操作パネル１１の領域、運転席着座者の身体（腕）の領域、助手席着座者の身体（腕）の領域、その他の車載部品の領域、である。領域分割の手法としては、例えば、エッジ抽出や隣接画素の連結等の公知の領域分割手法を採用できる。また、当然ながら、雑音除去や平滑化等の公知の前処理を行ってもよい。
領域分割後、２値化を行う。２値化の手法としては、例えば、閾値を固定して、閾値以上を「１」とし、それ以外を「０」とする手法、平均値を用いる手法、近傍の画素との差を利用する手法、等の公知の手法を挙げることができる。

２値化後、操作パネル１１の領域、運転席着座者の身体（腕）の領域、及び、助手席着座者の身体（腕）の領域、を認識する（Ｓ１０３，Ｓ１０５）。
カメラ１２の撮影範囲１５が固定の場合には、撮影画像内で操作パネル１１が占める領域も固定として扱うことができる。この例ではカメラ１２の撮影範囲１５が固定であるため、撮影画像領域内に予め操作パネル１１の領域を決めておくこととする。なお、本例とは異なり固定でない場合には、操作パネルのサイズと形状に基づいて、パターンマッチングで認識すればよい。
腕領域については、カメラ１２の撮影画像内には腕より大きい領域は無いと思われること、及び、腕の形状は比較的細長い形状であることから、面積が大きく且つ比較的細長い領域を腕の領域であると認識する。なお、腕が肘間接で曲がっている場合もあるが、その場合には、肘間接以外に大きく曲がる部分は無いということに基づいて、腕領域を認識する。即ち、面積が大きく且つ比較的細長い領域であって且つ大きく曲がっている部分は多くとも一カ所である領域として、腕の領域を認識する。
運転席着座者の腕であるか又は助手席着座者の腕であるかについては、右ハンドル車では運転席は操作パネル１１の右側に位置し、助手席は左側に位置することから、撮影画像内の右端側から伸びている腕領域は運転席着座者の腕であり、左端側から伸びている腕領域は助手席着座者の腕であると認識する。例えば、図２（ａ）に示すａ１は運転席着座者の腕であり、同図（ｂ）に示すａ２は助手席着座者の腕である。

こうして、操作パネル領域１１、運転席着座者の腕領域ａ１及び／又は助手席着座者の腕領域ａ２が認識されると、次に、操作パネル領域１１に最も近い端部を有する腕領域を検索して（Ｓ１０７）、当該検索した腕領域の他端部（操作パネル領域１１から遠い側の端部）が、撮影画像ＰＡの右端部寄りであるか、左端部寄りであるかを判別する。その結果、右端部寄りの場合は（Ｓ１０９でＮＯ）、図２（ａ）の場合であり、運転席着座者の腕と判定する（Ｓ１１１）。また、左端部寄りの場合は（Ｓ１０９でＹＥＳ）、図２（ｂ）の場合であり、助手席着座者の腕であると判定する（Ｓ１１３）。
なお、図２（ｃ）や（ｄ）に示す場合、即ち、「操作パネル領域１１に最も近い端部を有する腕領域」を一個に絞り込めない場合は、安全のために操作を無効とするべく、運転席着座者の腕と判定することとする。
判定が終了すると、判定終了フラグを１にセットする（Ｓ１１５）。

判定終了フラグが１にセットされると、前記ステップＳ２５での判定がＹＥＳとなるため、処理はステップＳ３１へ進む。
まず、判定処理中フラグと判定終了フラグを０にリセットする（Ｓ３１，Ｓ３３）。
次に、画像判定割込処理（Ｓ１００）での判定結果をチェックする（Ｓ３５）。
その結果、運転席着座者の腕と判定されていた場合は（Ｓ３５でＹＥＳ）、前記ステップＳ１３でメモリに保持した機器操作用のデータをクリアして、「運転手の操作は禁止される」旨を表示パネルに表示するためのデータを出力設定する（Ｓ３７）。
一方、助手席着座者の腕と判定されていた場合は（Ｓ３５でＮＯ）、前記ステップＳ１３でメモリに保持した機器操作用のデータを出力設定する（Ｓ３９）。
こうして、出力設定されたデータは、次の出力タイミングで（Ｓ４１でＹＥＳ）、当該の機器へ出力される（Ｓ４３）。

上記では、カメラ１２が車室内の天井に設けられているが、これに代えて、操作パネル上に設けて該操作パネルに近づいてくる腕等を撮影するように構成してもよい。図６にその例を示す。図示の例では、カメラ１２ａは操作パネル１１ａの上端部の縁中央に設けられている。このカメラから見ると、撮影画像ＰＡの左端側に運転席着座者ｍ１の領域が存在し、右端側に助手席着座者（不図示）の領域が存在することとなる。何れの着座者の腕が近づいてきた（大きくなった）かで、操作者を判定することができる。
なお、図６（ａ）内の１１０ａは液晶表示パネル部、１１１ａはキーである。

また、上記では、画像判定割込処理（Ｓ１００）とそれ以外の処理とを同一の演算装置で行っているが、これに代えて、画像判定割込処理を他の演算装置で実施して、制御装置１０にてその結果を受け取るように構成してもよい。

（ａ）は実施の形態のカーナビゲーション装置の構成を示すブロック図、（ｂ）は（ａ）のカーナビゲーション装置の操作パネル１１とカメラ１２の車室内での位置を示す説明図。撮影画像ＰＡ内の操作パネル領域１１と腕領域の関係を示す説明図。（ａ）は運転席着座者による操作の場合、（ｂ）は助手席着座者による操作の場合、（ｃ）と（ｄ）は確定できない場合、を示す。図１（ａ）の制御装置１０で実行される処理を示すフローチャートの一部。図３のフローチャートの続きを示すフローチャート。図４内の画像判定割込処理（Ｓ１００）を示すフローチャート。（ａ）はカメラ１２ａを操作パネル１１ａに設けた例を示す説明図、（ｂ）は（ａ）の場合の撮影画像を示す説明図。

符号の説明

１０制御装置
１１操作パネル
１２カメラ

Claims

運転席と助手席の双方から操作可能に設けられるカーナビゲーション装置であって、
操作パネルの操作者が運転席着座者か助手席着座者かを識別可能な画像を撮影するように設けられるカメラと、
前記カメラの撮影画像に基づいて操作パネルが運転席着座者と助手席着座者の何れにより操作されたかを判定する画像判定手段と、
自動車の走行状態を検出する状態検出手段と、
操作パネルが操作された時に自動車が走行中であり且つ当該操作が運転席着座者により行われたと判定された場合は当該操作を無効とする操作制御手段と、
を有することを特徴とするカーナビゲーション装置。
請求項１に於いて、
前記画像判定手段は、操作パネルの操作に基づく機器操作用のデータを出力するまでの待機時間を利用して前記判定を行う、
ことを特徴とするカーナーゲーション装置。
請求項１に於いて、
前記カメラの撮影画像に基づいて車室内の状態を監視する機能を更に有する、
ことを特徴とするカーナビゲーション装置。