JP2009023400A - 喫煙検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】対象者の喫煙を高精度に検出することができる喫煙検出装置を提供する。
【解決手段】喫煙検出装置１は、車室内において運転者の喫煙を検出するＥＣＵ２を備えており、このＥＣＵ２には、赤外線カメラ３と、空気清浄機４とが接続されている。そして、ＥＣＵ２は、顔向き判定部５、閉眼判定部６、距離計測処理部７、喫煙検出処理部８と、が備えられている。そして、顔向き判定部５は、運転者の顔向きを判定すると共に、この顔向きに応じて煙草燃焼部の存在判別領域を設定し、喫煙検出処理部８は、この存在判別領域に煙草燃焼部の候補領域である高温領域を探索することにより、運転者の喫煙を検出する。
【選択図】図１

Description

本発明は、赤外線画像撮像手段により撮像された赤外線画像から対象者の喫煙を検出する喫煙検出装置に関する。

従来、車室内において煙草の煙により汚れた空気を清浄するために、運転者の喫煙を検出する喫煙検出装置が知られている。この喫煙検出装置は、赤外線カメラにより、車室内の温度分布を検出し、この温度分布に基づき、各乗員の喫煙を検出している（例えば、特許文献１参照）。
特開２００５−０４７４１８号公報

しかしながら、上記の喫煙検出装置では、車室内の温度分布のみから各乗員の喫煙を検出しているため、特定の人の喫煙状態を正確に検出することができないという問題があった。

そこで、本発明は、対象者の喫煙を高精度に検出することができる喫煙検出装置を提供することを目的とする。

本発明の喫煙検出装置は、赤外線画像撮像手段により撮像された赤外線画像から対象者の喫煙を検出する喫煙検出装置において、赤外線画像における対象者の顔領域を特定する顔領域特定手段と、赤外線画像における煙草燃焼部の候補領域を特定する煙草候補領域特定手段と、顔領域と候補領域とが所定の位置関係にある場合に、対象者の喫煙を検出する喫煙検出手段と、を備えることを特徴とする。

この喫煙検出装置によれば、対象者の顔領域と煙草燃焼部の候補領域とが所定の位置関係になる場合に、この対象者の喫煙を検出することで、赤外線画像に基づき、対象者と煙草燃焼部とを所定の位置関係で対応付けることができるため、対象者の喫煙を高精度に検出することができる。

この場合、対象者の顔向きを特定する顔向き特定手段と、対象者の顔向きに応じて所定の位置関係を設定する位置関係設定手段と、を更に備えることが好ましい。この喫煙検出装置によれば、対象者の顔向きに応じて、対象者の顔領域と煙草燃焼部の候補領域との位置関係を設定するため、対象者の顔向きが変わることにより対象者の顔と煙草燃焼部との位置関係が変わったとしても、対象者と煙草燃焼部とを適切に対応付けることができ、対象者の喫煙をより高精度に検出することができる。

また、赤外線画像撮像手段から対象者までの距離を取得する距離取得手段を更に備え、煙草候補領域特定手段は、対象者までの距離に応じた面積となる高温領域を、煙草燃焼部の候補領域として特定することが好ましい。赤外線画像撮像手段により撮像される赤外線画像においては、赤外線画像撮像手段から対象者までの距離に応じて、煙草燃焼部として示される高温領域の面積が変わってくる。そこで、高温領域の面積が赤外線画像撮像手段から対象者までの距離に応じた面積である場合に、この高温領域を煙草燃焼部の候補領域として特定することで、対象者と煙草燃焼部とをより正確に対応付けることができる。このため、例えば、赤外線画像撮像手段からの距離が異なる複数の対象者が、赤外線画像において近接又は重ね合わさっている場合であっても、対象者に対する喫煙の誤検出を防止することができ、対象者の喫煙をより高精度に検出することができる。

本発明によれば、対象者の喫煙を高精度に検出することができる。

以下、図面を参照して、本発明に係る喫煙検出装置の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、全図中、同一又は相当部分には同一符号を付すこととする。

［第１実施形態］
図１は、第１の実施形態に係る喫煙検出装置のブロック構成を示した図である。図に示すように、本実施形態の喫煙検出装置１は、車室内において運転者の喫煙を検出するＥＣＵ（Electronic Control Unit）２を備えており、このＥＣＵ２には、赤外線カメラ３と、空気清浄機４とが接続されている。

赤外線カメラ３は、遠赤外線により熱分布を映し出すカメラである。赤外線カメラ３は、図２に示すように、例えばステアリングカバーに設けられて、運転席に座った運転者の顔を撮像する。そして、赤外線カメラ３により撮像された赤外線顔画像には、運転者の顔と、撮像領域における熱分布とが現される。また、赤外線カメラ３には、赤外線カメラ３から運転者の顔までの距離を計測する測距センサ（不図示）が内蔵されている。そして、この赤外線カメラ３は、撮像した赤外線顔画像を映像信号としてＥＣＵ２に送信すると共に、測距センサで計測した運転者までの距離情報をＥＣＵ２に送信する。

空気清浄機４は、車室内の空気を清浄するものである。空気清浄機４は、例えば、車両のダッシュパネルに、車室内の空気が取り込まれる吸気口と、車室内に清浄された空気が吐き出される排気口とが配置され、吸気口から排気口に至る流路に、吸気口から排気口に空気を循環させる送風ファンと、送風ファンにより循環される空気を清浄するためのフィルターとが配置されている。

そして、ＥＣＵ２は、赤外線カメラ３から送信される赤外線顔画像及び距離情報に基づき、運転者の喫煙を検出し、空気清浄機４を制御する。そのため、ＥＣＵ２には、顔向き判定部５と、閉眼判定部６と、距離計測処理部７と、喫煙検出処理部８とが備えられている。なお、ＥＣＵ２は、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭを含むコンピュータを主体として構成されている。

顔向き判定部５は、赤外線カメラ３から映像信号として送信される赤外線顔画像に基づき、赤外線顔画像における運転者の顔の輪郭を特定すると共に、赤外線顔画像における運転者の顔向きを判定する。

閉眼判定部６は、赤外線カメラ３から映像信号として送信される赤外線顔画像に基づき、運転者が閉眼しているか否かを判定する。そして、閉眼判定部６は、この判定結果に基づき、喫煙を検出するか否かを示す喫煙検出フラグの設定を行う。距離計測処理部７は、赤外線カメラ３から送信される距離情報を取得し、赤外線カメラ３から運転者の顔までの距離を検出する。

喫煙検出処理部８は、赤外線カメラ３から映像信号として送信された赤外線顔画像と、顔向き判定部５で判定された運転者の顔向きとに基づき、煙草燃焼部の存在判別領域を設定する。更に、喫煙検出処理部８は、距離計測処理部７で検出された赤外線カメラ３から運転者の顔までの距離に基づき、この存在判別領域における高温領域を探索して、運転者の喫煙を検出する。

次に、図３〜図５を参照しながら、本実施形態に係る喫煙検出装置１の喫煙検出処理動作について説明する。図３は、ＥＣＵの動作を示すフローチャート、図４は、喫煙検出フラグ設定処理動作を示したフローチャート、図５は、顔向きに応じた存在判別領域を示した図である。

喫煙検出装置１は、運転者によりイグニションがＯＮにされることで、処理が開始され、イグニションがＯＦＦされるまで、下記の処理が繰り返し行われる。

まず、運転者によりイグニションがＯＮにされると、赤外線カメラ３は、運転者の顔の撮像、及び赤外線カメラ３から運転者の顔までの距離を測定し始める。

そして、ＥＣＵ２が赤外線カメラ３から映像信号として送信される赤外線顔画像を取得すると（ステップＳ１）、ＥＣＵ２の顔向き判定部５は、この赤外線顔画像における運転者の顔の輪郭を特定し（ステップＳ２）、この赤外線顔画像における運転者の顔向きとを判定する（ステップＳ３）。つまり、ステップＳ２及びステップＳ３では、まず、取得した赤外線顔画像を画像処理することにより、赤外線顔画像から特徴点（目、鼻、口など）を抽出して運転者の顔を検出し、この顔の輪郭を特定する。そして、この検出した顔に対する各特徴点の位置に基づき、運転者が正面を向いているのか、右を向いているのか、左を向いているのかを判定する。

その後、ＥＣＵ２は、閉眼判定部６が設定した喫煙検出フラグを取得し、この喫煙検出フラグがＯＮに設定されているか、ＯＦＦに設定されているかを判定する（ステップＳ４）。ここで、喫煙検出フラグの設定処理について説明する。図４に示すように、閉眼判定部６は、喫煙検出装置１が動作している間、定期的に下記処理を繰り返すことで、喫煙検出フラグを随時設定する。まず、閉眼判定部６は、赤外線カメラ３から送信される赤外線顔画像から特徴点（目、鼻、口など）を抽出して、運転者の目の位置を特定する。そして、閉眼判定部６は、目の開閉状態をモニタし（ステップＳ２１）、瞬きの間隔や瞬きの閉眼時間などに基づき、運転者が閉眼しているか否かを判定する（ステップＳ２２）。そして、閉眼判定部６は、閉眼していると判定した場合（ステップＳ２２：ＹＥＳ）、喫煙検出フラグをＯＦＦに設定し（ステップＳ２３）、閉眼していないと判定した場合（ステップＳ２２：ＮＯ）、喫煙検出フラグをＯＮに設定する（ステップＳ２４）。

図３に戻り、喫煙検出フラグがＯＦＦに設定されている場合（ステップＳ４：ＮＯ）、ＥＣＵ２は、一旦処理を終了し、再度、ステップＳ１から処理を繰り返す。

一方、喫煙検出フラグがＯＮに設定されている場合（ステップＳ４：ＹＥＳ）、顔向き判定部５は、赤外線顔画像における煙草燃焼部の存在判定領域を設定する（ステップＳ５）。つまり、ステップＳ５では、まず、暫定的に、ステップＳ２において特定した顔の輪郭に囲まれる顔領域を存在判定領域とする。そして、ステップＳ３において判定した顔向きに応じて、この存在判定領域をシフトさせて設定する。具体的に説明すると、ステップＳ３において、運転者が正面を向いていると判定した場合は、ステップＳ２において特定した顔の輪郭に囲まれる顔領域に存在判定領域を設定する。一方、ステップＳ３において、運転者が右を向いていると判定した場合は、この顔領域を右にシフトさせた位置に存在判定領域を設定し、運転者が左を向いていると判定した場合は、この顔領域を左にシフトさせた位置に存在判定領域を設定する。

ここで、図５を参照して、存在判別領域の設定について説明する。図５は、顔向きに応じた存在判別領域を示した図である。図５（ａ）は、赤外線顔画像における温度分布を示しており、運転者の顔の輪郭Ａと、煙草燃焼部の高温領域Ｂとが示される。そして、図５（ｂ）に示すように、運転者が正面を向いている場合は、顔の輪郭Ａに囲まれる顔領域に存在判別領域Ｃが設定され、図５（ｃ）に示すように、運転者が右を向いている場合は、顔領域を右にシフトさせた位置に存在判別領域Ｃが設定され、図５（ｄ）に示すように、運転者が左を向いている場合は、顔領域を左にシフトさせた位置に存在判別領域Ｃが設定される。

図３に戻り、その後、ＥＣＵ２の距離計測処理部７は、赤外線カメラ３から送信される距離情報を取得し、この距離情報に基づき、赤外線カメラ３から運転者の顔までの距離を検出する（ステップＳ６）。そして、喫煙検出処理部８は、ステップＳ５において設定した存在判別領域から、所定面積の高温領域を探索する（ステップＳ７）。つまり、ステップＳ７では、距離計測処理部７により検出された赤外線カメラ３から運転者の顔までの距離に応じて、煙草燃焼部が赤外線顔画像に現される高温領域の面積を求める。そして、ステップＳ５において設定した存在判別領域から、求めた面積と略同じ面積の高温領域を探索する。なお、赤外線カメラ３から運転者の顔までの距離と高温領域面積との関係は、予めマップ（不図示）に登録しておき、赤外線カメラ３から運転者の顔までの距離が定まると、このマップを参照することで、赤外線顔画像に高温領域として現される煙草燃焼部の面積を求めることができる。

そして、存在判別領域から所定面積の高温領域が見つかった場合（ステップＳ８：ＹＥＳ）、喫煙検出処理部８は、この高温領域が、運転者が吸っている煙草の煙草燃焼部に対応するものであると判断し、運転者の喫煙を検出したと判定する（ステップＳ９）。そして、喫煙検出処理部８は、空気清浄機が稼動しているか否かを判定する（ステップＳ１０）。ステップＳ１０において、空気清浄機が稼動していると判定した場合（ステップＳ１０：ＹＥＳ）、ＥＣＵ２は、一旦処理を終了し、再度、ステップＳ１から処理を繰り返す。

一方、ステップＳ１０において、空気清浄機が稼動していると判定した場合（ステップＳ１０：ＹＥＳ）、喫煙検出処理部８は、空気清浄機４を起動させて、運転者の喫煙により汚れた車室内の空気を清浄させる。そして、ＥＣＵ２は、再度、ステップＳ１から処理を繰り返す。

また、上述したステップＳ８において、存在判別領域から高温領域が見つからなかった場合（ステップＳ８：ＮＯ）、喫煙検出処理部８は、運転者が喫煙していないと判断して、空気清浄機が稼動しているか否かを判定する（ステップＳ１２）。ステップＳ１２において、空気清浄機が稼動していると判定した場合（ステップＳ１２：ＹＥＳ）、喫煙検出処理部８は、所定時間経過後に空気清浄機を停止させる（ステップＳ１３）。そして、ＥＣＵ２は、再度、ステップＳ１から処理を繰り返す。

一方、ステップＳ１２において、空気清浄機が稼動していないと判定した場合（ステップＳ１２：ＮＯ）、ＥＣＵ２は、一旦処理を終了し、再度、ステップＳ１から処理を繰り返す。

このように、第１の実施形態に係る喫煙検出装置１によれば、運転者の顔領域と煙草燃焼部の候補領域である高温領域とが所定の位置関係になる場合に、運転者の喫煙を検出することで、赤外線顔画像に基づき、運転者と煙草燃焼部とを所定の位置関係で対応付けることができるため、運転者の喫煙を高精度に検出することができる。

また、運転者の顔向きに応じて、運転者の顔領域に対する存在判定領域の位置関係を設定するため、運転者の顔向きが変わることにより運転者と煙草燃焼部との位置関係が変わったとしても、運転者の顔と煙草燃焼部とを適切に対応付けることができ、運転者の喫煙をより高精度に検出することができる。

更に、赤外線カメラ３により撮像される赤外線顔画像においては、赤外線カメラ３から運転者までの距離に応じて、煙草燃焼部として示される高温領域の面積が変わってくる。そこで、存在判定領域内に存在する高温領域であって、この高温領域の面積が、赤外線カメラ３から運転者までの距離に応じた面積である場合に、この高温領域が、運転者が吸っている煙草の煙草燃焼部に対応するものであると判断することで、運転者と煙草燃焼部とをより正確に対応付けることができる。このため、例えば、運転者と同乗者とが赤外線顔画像において近接又は重ね合わさっている場合であっても、運転者に対する喫煙の誤検出を防止することができ、運転者の喫煙をより高精度に検出することができる。

［第２実施形態］
次に、第２の実施形態について説明する。第２の実施形態に係る喫煙検出装置は、第１の実施形態に係る喫煙検出装置の構成を全て備えており、更に、運転者の喫煙の検出結果に基づき、運転者の飲酒検査のためのアルコール検査閾値を設定するものである。

図６は、第２の実施形態に係る喫煙検出装置のブロック構成を示した図である。図に示すように、第２の実施形態に係る喫煙検出装置１１は、第１の実施形態に係る喫煙検出装置１のＥＣＵ２に、アルコール検査閾値設定部１２が追加されており、ＥＣＵ２には、更に、アクチュエーション部１４を制御するアルコール検査器１３が接続されている。

アルコール検査閾値設定部１２は、アルコール検査器１３に対して、運転者が飲酒しているか否かを判定するためのアルコール検査閾値を設定する。アルコール検査器１３は、運転者の呼気に含まれるアルコール濃度を検出し、この検出したアルコール濃度とアルコール検査閾値設定部１２により設定されたアルコール検査閾値とを比較して、運転者が飲酒しているか否かを判定する装置である。アクチュエーション部１４は、アルコール検査器１３の検査結果に基づき、インターロック処理などの飲酒運転防止処理を実行する処理部である。

次に、図７及び図８を参照しながら、第２の実施形態に係る喫煙検出装置１１の、空気清浄機制御動作及びアルコール検査閾値設定動作について説明する。図７は、ＥＣＵの動作を示すフローチャート、図８は、空気清浄機の制御状況とアルコール検査閾値の設定状況との関係を示した図である。

まず、ＥＣＵ２のアルコール検査閾値設定部１２は、アルコール検査器１３に対して、通常時のアルコール検査閾値を設定する（ステップＳ３１）。なお、このとき、ＥＣＵ２は、運転手の喫煙の有無を示す検出信号はＯＦＦの状態となっている。そして、第１の実施形態と同様の喫煙検出処理を行う。

その後、喫煙検出処理部８が運転者の喫煙を検出し、検出信号がＯＮになると（ステップＳ３２）、アルコール検査閾値設定部１２は、アルコール検査器１３に対して、通常時のアルコール検査閾値よりも低い値である喫煙検出時のアルコール検査閾値を設定する（ステップＳ３３）。すなわち、喫煙検出時のアルコール検査閾値を設定するタイミングは、図８に示すように、検出信号がＯＮからＯＦＦに切り替わったタイミング（ｔ１）とするとよい。その後、所定時間が経過すると、喫煙検出処理部８は、空気清浄機４を起動させて（ステップＳ３４）、車室内の空気を清浄させる。

その後、アルコール検査閾値設定部１２は、空気清浄機４の駆動時間に応じて、アルコール検査閾値を、通常時のアルコール検査閾値に戻るように徐々に高くしていく（ステップＳ３５）。すなわち、アルコール検査閾値を戻し始めるタイミングは、図８に示すように、空気清浄機４が駆動を始めてから所定時間が経過したタイミング（ｔ２）とするとよい。アルコール検査閾値が通常時のアルコール検査閾値に戻ると（ステップＳ３６：ＹＥＳ）、喫煙検出処理部８は、暫く空気清浄機４の運転を継続させ、所定時間経過後に、空気清浄機４を停止させる（ステップＳ３７）。すなわち、空気清浄機を停止させるタイミングは、図８に示すように、アルコール検査閾値が通常時のアルコール検査閾値に戻ったタイミング（ｔ３）ではなく、車室内の空気を十分に清浄するため、その後、所定時間が経過したタイミング（ｔ４）とするとよい。なお、車室内の空気が十分に清浄されていれば、ｔ３のタイミングで空気清浄機を停止させてもよい。そして、ＥＣＵ２は、再度、ステップＳ３１から処理を繰り返す。

このように、第２の実施形態に係る喫煙検出装置によれば、車室内が煙草の煙によって充満されているときは、アルコール検査閾値を低くし、空気清浄機の稼働時間に応じて、つまり、車室内の空気清浄度に応じてアルコール検査閾値を元に戻していくことで、アルコール検査器１３が煙草の煙によって誤判定するのを防止することができる。このため、煙草の煙を検出する専用の煙草煙検知センサや、アルコールと煙草の煙とを分別検知するハイブリッド式アルコール検査器等を設けなくても、煙草の煙の影響を抑えながら運転者の飲酒を検出することができるため、コストを削減することができる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、第１の実施形態においては、顔向き判定部５が判定するのは、正面、右向き、左向きの三方のみとして説明したが、運転者の顔向きを更に細かく、又は、リニアに判定し、この判定した運転者の顔向きに応じて、存在判定領域をシフトさせて設定するようにしてもよい。

第１の実施形態に係る喫煙検出装置のブロック構成を示した図である。 赤外線カメラの配置例を示した図である。 ＥＣＵの動作を示すフローチャートである。 喫煙検出フラグ設定処理動作を示したフローチャートである。 顔向きに応じた存在判別領域を示した図である。 第２の実施形態に係る喫煙検出装置のブロック構成を示した図である。 ＥＣＵの動作を示すフローチャートである。 空気清浄機の制御状況とアルコール検査閾値の設定状況との関係を示した図である。

符号の説明

１…喫煙検出装置、２…ＥＣＵ（喫煙検出装置）、５…顔向き判定部（顔領域特定手段、顔向き特定手段、位置関係設定手段）、６…距離計測処理部（距離取得手段）、７…喫煙検出処理部（煙草候補領域特定手段、喫煙検出手段）。

Claims (3)

1. 赤外線画像撮像手段により撮像された赤外線画像から対象者の喫煙を検出する喫煙検出装置において、
   前記赤外線画像における対象者の顔領域を特定する顔領域特定手段と、
   前記赤外線画像における煙草燃焼部の候補領域を特定する煙草候補領域特定手段と、
   前記顔領域と前記候補領域とが所定の位置関係にある場合に、前記対象者の喫煙を検出する喫煙検出手段と、
   を備えることを特徴とする喫煙検出装置。
2. 前記対象者の顔向きを特定する顔向き特定手段と、
   前記対象者の顔向きに応じて前記所定の位置関係を設定する位置関係設定手段と、
   を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の喫煙検出装置。
3. 前記赤外線画像撮像手段から前記対象者までの距離を取得する距離取得手段を更に備え、
   前記煙草候補領域特定手段は、前記対象者までの距離に応じた面積となる高温領域を、前記煙草燃焼部の候補領域として特定すること
   を特徴とする請求項１又は２に記載の喫煙検出装置。

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