JP2008077375A - 車両のガラス割れ検知装置 - Google Patents

Abstract

【課題】周囲の環境に左右されず誤警報を起こしにくく、信頼性に優れた検出感度の高いガラス割れ検知装置を提供する。
【解決手段】車両の窓部に装着されたガラスを含む撮影領域に赤外光を照射する赤外光照射装置と、撮影領域を撮影する撮影装置と、撮影装置によりガラスを撮影した画像出力に基づきガラスの形状を抽出する画像抽出部と、画像抽出部により抽出されたガラスの形状に基づきガラスが割られているかどうかの判定を行なう判定部とを有する車両のガラス割れ検知装置とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両のガラス割れ検知装置に関し、特に、カメラで撮影した画像に基づいて車両のガラス割れを判定する車両のガラス割れ検知装置に関する。

車上荒らしや車両盗難を防止するための対策として、種々の装置が開発されている。その中で、車上荒らしや車両盗難は、車両の窓ガラスを割ることで車内に侵入するため、車両のガラス割れ検知装置として種々の方式が提供されている。

従来、車両のガラス割れ検知装置としては、車両の音響、振動等を検知してガラス破損及び車両内部への侵入を検出する車両安全センサーシステムがある（特許文献１）。また、車両のガラス破損時に生ずる急激な負圧を圧電型マイクロフォンや無指向性コンデンサマイクロフォンのような圧力センサで検知し警報信号を発するようにした車両のガラス割れ検知装置がある（特許文献２）。また、窓ガラスの破壊音等を検出することなく、ガラスの表面若しくは内部に設置された抵抗体の変化に基づいて抵抗値を判断することで車両のガラス割れを検知する装置がある（特許文献３）。
特開平６−２５８１９４号公報 特開２００５−１２８６２０号公報 特開２００３−１４１６４９号公報

しかし、特許文献１の車両のガラス割れ検知装置によると、ガラス割れ以外の音とガラス割れに伴う音との区別がつきにくく、特に検知感度を高くすると誤警報が多いという問題があった。また、特許文献２の車両のガラス割れ検知装置によると、圧力センサによりガラス割れに伴う圧力変化を検出するため、特に車両の窓ガラスが一部開いていた場合等には、検出感度が低下して十分なガラス割れ検知ができないという問題があった。また、特許文献３の車両のガラス割れ検知装置によると、ガラスの表面若しくは内部に抵抗体を予め設置しておく必要があり、車両の窓ガラスの開閉等により抵抗体の抵抗値が経年変化して、ガラス割れ検知の信頼性が低下するという問題もあった。

従って、本発明の目的は、周囲の環境に左右されず誤警報を起こしにくく、信頼性に優れた検出感度の高いガラス割れ検知装置を提供することにある。

［１］本発明は、上記目的を達成するために、車両の窓部に装着されたガラスを含む撮影領域に赤外光を照射する赤外光照射装置と、前記撮影領域を撮影する撮影装置と、前記撮影装置により前記ガラスを撮影した画像出力に基づき前記ガラスの形状を抽出する画像抽出部と、前記画像抽出部により抽出された前記ガラスの形状に基づき前記ガラスが割られているかどうかの判定を行なう判定部と、を有する車両のガラス割れ検知装置を提供する。

［２］前記判定部は、テンプレートマッチングにより、前記画像抽出部によって抽出された画像と標準テンプレートを比較することによって判定を行なうことを特徴とする［１］に記載の車両のガラス割れ検知装置であってもよい。

［３］また、前記画像抽出部は、所定の輝度を閾値とする２値化処理によって抽出画像を出力することを特徴とする［１］に記載の車両のガラス割れ検知装置であってもよい。

［４］また、前記判定部は、判定結果を警報装置に出力して、警報を発生させることを特徴とする［１］に記載の車両のガラス割れ検知装置であってもよい。

［５］また、前記判定部は、判定結果を情報送信装置に出力して、遠隔者に情報を通知することを特徴とする［１］に記載の車両のガラス割れ検知装置であってもよい。

本発明によると、周囲の環境に左右されず誤警報を起こしにくく、信頼性に優れた検出感度の高いガラス割れ検知装置を提供することができる。

[実施の形態]
図１は、車両に装着される主要な装置の取付け状態を示す全体斜視図である。本発明の実施の形態に係るガラス割れ検知装置は、車両の窓部に装着されたガラスに赤外光を照射する赤外光照射装置と、窓部を含む範囲を撮影する撮影装置と、撮影装置によりガラスを撮影した画像出力に基づきガラスの形状を抽出する画像抽出装置と、画像抽出装置により抽出されたガラスの形状に基づきガラスが割られているかどうかの判定を行なう判定装置と、を有して構成されている。

車両１の窓部２には、上下移動可能なガラス３が装着されており、駐車中等の場合には、通常窓部２のガラス３は窓部２の上端まで上げられて、窓部３がガラス３により閉じられた状態となっている。ここで、ガラス３は、車両用として通常使用されているガラス材を使用することができるが、本発明の実施の形態に係るガラス割れ検知装置は、赤外領域の光をよく反射する赤外光領域反射ガラスを使用した車両により好適に適用可能である。赤外光は、運転者等の人間の目には見えないが、赤外光領域反射ガラスは透過せずに大部分の光が反射される。尚、波長が９００ｎｍ前後の近赤外光であっても同様に使用できる。

赤外光照射装置１０は、車両１の室内天井部に装着されて、窓部２のガラス３に赤外光を照射する。窓部２は、フロント側、リア側、運転席横、助手席横、後部座席横等があるが、赤外光照射装置１０の装着される場所は、室内天井部には限られず、上記の全ての窓部２に赤外光を照射できる場所であってもよく、また、特に、運転席横の窓部２のガラス３のみに赤外光を照射できる場所であってもよい。

撮影装置として、車室内カメラ１１を使用し、車両１の室内天井部に装着されて、窓部２のガラス３を撮影可能とされている。車室内カメラ１１の装着場所は、室内天井部には限られず、全ての窓部２を撮影可能な場所であってもよく、また、特に、運転席横の窓部２のガラス３のみを撮影できる場所であってもよい。また、車室内カメラ１１は、赤外光照射装置１０で発する赤外光をよく撮影できる撮像素子を使用した撮影装置であってもよいが、通常使用されるカメラであっても問題なく使用可能である。この車室内カメラ１１は、赤外光照射装置１０の赤外光照射に同期して静止画を出力できるものであれば、本発明の実施の形態に係るガラス割れ検知装置に使用可能である。

また、車室内カメラ１１は、本発明の実施の形態に係るガラス割れ検知装置に専用の撮影装置でなく、例えば、前方車両との車間距離監視用カメラ、自動運転用に供されるビデオカメラ、信号機からの情報受信のためのカメラ、運転者の居眠り運転監視用カメラ等の動画を出力するビデオカメラであっても、共用して使用可能である。

図２は、本発明の実施の形態の概略構成を示すブロック図である。車両１の窓部２を撮影する車室内カメラ１１の撮影インターバル及び車室内カメラ１１と赤外光照射装置１０との撮影タイミングを制御する撮影制御部２０、撮影制御部２０から出力される窓部２の撮影画像からガラス３の形状を抽出する画像抽出部３１、ガラス３の破損していない状態での形状データである標準テンプレート３２、画像抽出部３１から入力されるガラス３の形状データと標準テンプレートを記憶した記憶部（以下、単に「標準テンプレート３２」という）の形状データとの比較を行い、テンプレートマッチングにより標準テンプレート３２との一致または不一致を判定する判定部３３を有する。画像抽出部３１、標準テンプレート３２、及び判定部３３を有して画像処理装置３０を構成する。尚、標準テンプレート３２は、上記したガラス３の破損していない状態での形状データだけでなく、ガラス３が破損した特徴的な形状データに基づくものも使用できる。

また、判定部３３による判定結果に基づいて、警報装置４０により警報を発するようにすることができる。警報手段としては、警報音、音声出力、光等が適用可能である。

また、判定部３３による判定結果に基づいて、情報送信装置５０から車両１の関係者の所持する情報受信装置６０へ判定結果や車室内カメラ１１での撮影画像等を提示することができる。尚、関係者とは、運転者、所有者、借用者等のこの車両に関係する者を含む概念である。

〔ガラス割れ検知装置の動作〕
図３は、ガラス割れ検知装置の動作を示すフローチャートである。以下、本発明の実施の形態に係るガラス割れ検知装置の動作を、各ステップに従って説明する。

［赤外光照射ステップｓ１０１］
撮影制御部２０により所定の撮影時間に、赤外光照射装置１０から車両１の窓部２の方向へ所定の強さの赤外光が所定時間だけ照射される。

［撮影ステップｓ１０２］
赤外光照射ステップｓ１０１に同期して、車室内カメラ１１で窓部２の画像を撮影する。車室内カメラ１１は、車両１の室内天井部に装着されているので、３６０度の超広角レンズによる撮影が可能な場合は車両１の全部の窓部を撮影する。また、特定の窓部、例えば、運転席横の窓部のみを撮影する態様で装着されている場合もある。

図４の左側列の図（ａ１〜ｄ１）は、運転席横の窓部のみを撮影する車室内カメラ１１で撮影された窓部２の画像を示す図である。（ａ１）は、ガラス３が全部閉じられた状態での窓部２の画像で、ガラス３の部分は赤外光の反射光を撮影するため輝度レベルが他の部分よりも高くなっている。（ｂ１）は、ガラス３の一部が割られた状態での窓部２の画像を示すもので、割られた部分は車両１の外からの光を撮影することになるが、割られてないガラス３の赤外光の反射光の方が輝度レベルが高くなっている。（ｃ１）は、ガラス３の上側部分が割られた状態での窓部２の画像を示すもので、残ったガラス３の下側部分での輝度レベルが高くなっている。（ｄ１）は、ガラス３の全部が割られた状態での窓部２の画像を示すもので、ガラス３からの赤外光の反射光がないので、輝度レベルが高く撮影される部分がない状態になっている。

［画像抽出ステップｓ１０３］
図４の右側列の図（ａ２〜ｄ２）は、画像抽出ステップにより抽出されるガラス３の輪郭図形を示す図である。撮影ステップｓ１０２で撮影された画像を、所定の閾値で２値化し、輪郭抽出を行なう画像処理により、画像抽出を行なう。すなわち、ガラス３からの赤外光の反射光の高い輝度レベルＨと外からの光による低い輝度レベルＬとの間に、輝度の閾値を設定し、２値化処理する。２値化後に、例えば微分処理によるエッジ抽出を行なうことで、ガラス３の輪郭図形を抽出できる。これらの画像処理は、画像処理装置３０を構成する画像抽出部３１で行なわれる。

（ａ２）の輪郭図形７０は、（ａ１）の撮影画像に対応するもので、ガラス３あるいは窓部２の輪郭のみが抽出されている。この輪郭図形７０は、後述するガラス割れ判定ステップにおいて、標準テンプレート３２として使用する。また、窓部２が下方に開けられている場合の判定に使用するため、例えば、この輪郭図形の上側湾曲部又はその一部の輪郭図形をテンプレートとして使用することもできる。

（ｂ２）の輪郭図形７１は、（ｂ１）の撮影画像に対応するもので、ガラス３あるいは窓部２の輪郭部分と、中央部に位置する割られた部分の輪郭形状が抽出されている。

（ｃ２）の輪郭図形７２は、（ｃ１）の撮影画像に対応するもので、残ったガラス３の下側部分の輪郭部分と、割られた上側部分の輪郭形状が抽出されている。

（ｄ２）は、（ｄ１）の撮影画像に対応するもので、ガラス３の全部が割られているので、輪郭図形が抽出されない。

尚、本装置周辺の明るさを検出したり内蔵した時計等により、昼間であることを判断することで、上記の赤外光の反射光の輝度レベルを低い輝度レベルＬとし、外からの太陽光による輝度レベルを高い輝度レベルＨとすることでも、輪郭図形の抽出を行なうこともできる。

［ガラス割れ判定ステップｓ１０４］
画像抽出ステップｓ１０３で抽出された輪郭図形７０、７１、７２と標準テンプレート３２とにより、ガラス割れが発生しているかどうかの判定を行なう。すなわち、抽出された輪郭図形７０、７１、７２と標準テンプレート３２とのパターンの一致を照合する。照合には、従来より知られている任意の手法を適用できる。例えば、輪郭図形７０、７１、７２と標準テンプレート３２の各々の画素データをパターンとして定義し、各パターン間の距離から算出した相関関数を照合尺度として判定することができる。また、窓部２が下方に開けられている場合等の照合では、標準テンプレート３２の部分パターンを１画素ずつラスタ走査しながらパターンサーチすることにより照合することもできる。

上記のようなテンプレートマッチングによってガラス割れを判定する。これらの画像処理は、画像処理装置３０を構成する判定部３３で行なわれる。図４に示した例では、（ａ１）の撮影画像の場合には、ガラスが割られていないと判定し、（ｂ１）、（ｃ１）、（ｄ１）の撮影画像の場合には、ガラスが割られていると判定される。ガラスが割られていないと判定された場合は、ガラス割れ判定ステップは終了し、次の判定インターバルまでこの装置の動作は全部または一部が停止する。

尚、上記の判定が判定不能な場合は、赤外光照射ステップｓ１０１へ戻り、照射する赤外光の強さを変化させたり、あるいは、画像抽出ステップｓ１０３へ戻り、輪郭抽出時の輝度レベルＨ及びＬの値を変化させることで、繰り返して判定することができる。

［警報ステップｓ１０５］
ガラス割れ判定ステップｓ１０４で、ガラスが割られていると判定された場合は、警報ステップにより、車両１の周囲に警報を発する。警報は、警報部４０により発せられ、警報音、音声、光等により行なうことができる。

［情報送信ステップｓ１０６］
ガラス割れ判定ステップｓ１０４で、ガラスが割られていると判定された場合は、警報ステップｓ１０５と共に、あるいは、単独で情報送信をすることができる。情報送信は、情報送信装置５０から遠隔者の所持する情報受信装置６０へ判定結果を通知し、あるいは、車室内カメラ１１での撮影画像等を送信することにより情報を通知することができる。尚、遠隔者とは、運転者、所有者、借用者等のこの車両に関係する者を含む概念である。
[実施の形態の効果]

以上説明した本発明の実施の形態に係る車両のガラス割れ検知装置によれば、次に示す効果が得られる。
（１）ガラス割れの判定において、従来から使用されている音等を用いずに画像を用いているので、誤警報を大幅に減少させることができ、信頼性の高いガラス割れ検知装置を実現することができる。
（２）車両の窓ガラスが一部開いていた場合等においても、テンプレートマッチングによりガラス割れの判定を行なうことができる。
（３）窓ガラスに抵抗体を装着したりする必要がなく、車室内カメラ１１は、例えば、前方車両との車間距離監視用カメラ、自動運転用に供されるビデオカメラ、信号機からの情報受信のためのカメラ、運転者の居眠り運転監視用カメラ等の動画を出力するビデオカメラであっても、共用して使用可能であるので、コスト的にも有利である。
（４）従来から使用されている音により判定するガラス割れ検知装置では、繰り返し判定することが困難であるが、本発明の実施の形態に係る車両のガラス割れ検知装置では、必要に応じて複数回の判定が可能である。特に、判定条件を変化させて判定ステップを実行できるので、信頼性の高いガラス割れ検知装置とすることができる。
（５）ガラスが割られていると判定された場合は、この車両の運転者等に判定結果を通知し、また、車室内カメラ１１での撮影画像等を送信することができるため、運転者等が遠隔地からガラス割れの判定を行なうこともでき、極めて信頼性の高いガラス割れ検知装置を実現できる。

車両に装着される主要な装置の取付け状態を示す全体斜視図である。 本発明の実施の形態の概略構成を示すブロック図である。 ガラス割れ検知装置の動作を示すフローチャートである。 図４の左側列の図（ａ１〜ｄ１）は、運転席横の窓部のみを撮影する車室内カメラ１１で撮影された窓部２の画像を示す図である。また、図４の右側列の図（ａ２〜ｄ２）は、画像抽出ステップにより抽出されるガラス３の輪郭図形を示す図である。

符号の説明

１ 車両
２ 窓部
３ ガラス
１０ 赤外光照射装置
１１ 車室内カメラ
２０ 撮影制御部
３０ 画像処理装置
３１ 画像抽出部
３２ 標準テンプレート
３３ 判定部
４０ 警報装置
５０ 情報送信装置
６０ 情報受信装置
７０、７１、７２ 輪郭図形

Claims (5)

1. 車両の窓部に装着されたガラスを含む撮影領域に赤外光を照射する赤外光照射装置と、
   前記撮影領域を撮影する撮影装置と、
   前記撮影装置により前記ガラスを撮影した画像出力に基づき前記ガラスの形状を抽出する画像抽出部と、
   前記画像抽出部により抽出された前記ガラスの形状に基づき前記ガラスが割られているかどうかの判定を行なう判定部と、
   を有する車両のガラス割れ検知装置。
2. 前記判定部は、テンプレートマッチングにより、前記画像抽出部によって抽出された画像と標準テンプレートを比較することによって判定を行なうことを特徴とする請求項１に記載の車両のガラス割れ検知装置。
3. 前記画像抽出部は、所定の輝度を閾値とする２値化処理によって抽出画像を出力することを特徴とする請求項１に記載の車両のガラス割れ検知装置。
4. 前記判定部は、判定結果を警報装置に出力して、警報を発生させることを特徴とする請求項１に記載の車両のガラス割れ検知装置。
5. 前記判定部は、判定結果を情報送信装置に出力して、遠隔者に情報を通知することを特徴とする請求項１に記載の車両のガラス割れ検知装置。

Images