JP2009255864A - 運転者監視装置 - Google Patents

Abstract

【課題】この発明は、他の同乗者による運転者の成りすましを防止することができ、また、本人の認証精度を上げることを目的とし、また、大掛かりな着座センサを用いずに、成りすましを検知することを副次的な目的としている。
【解決手段】この発明は、運転者を撮影するカメラを備え、アルコール検知装置を備え、アルコール検知装置により運転者の呼気からアルコールが検知された場合にはエンジンの始動を禁止するインターロック装置を備えた運転者監視装置において、インターロック装置は、アルコール検知装置によるアルコール検知操作時の直前ないし直後の間に、異なるタイミングでカメラにより複数回の撮影を行うステップと、人為操作に基づいて本人認証を開始し、カメラにより得られた複数の撮影画像に基づいて本人認証を行うステップと、本人認証の肯定結果より、エンジンの始動を許可するステップとを実行する機能を備えることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

この発明は運転者監視装置に係り、特に、成りすましによる運転を防止し、運転者の認証精度を向上することができる運転者監視装置に関する。

車両には、アルコール検知装置を用いて、運転者の呼気から規定値以上のアルコールが検知されると、イグニションスイッチをロックしてスタータモータの起動によるエンジンの始動を不可能にする運転者監視装置を搭載するものがある。また、車両には、運転席にカメラを設置して運転者を撮影し、その撮影した画像と予め登録されている顔の画像とを照合し、運転者が本人であるかの認証を行う運転者監視装置を搭載するものがある。

従来の運転者監視装置には、車両への乗員入場と判定されたとき、撮影した乗員の画像と予め登録されている顔画像とを照合し、照合が一旦一致とされた後、ドアの開状態から閉状態への切り替わりが判定されるまでの間で、所定タイミングで画像を再取得してこの画像と予め登録されている顔画像とを照合し、成りすましを検出するものがある。
特開２００４−２７６７８３号公報

従来の運転者監視装置には、運転者の状況データと記録された状況データとを比較し、異常を検出した場合は音・振動等で運転者に警告を発し、車両を自動的に停止させるものがある。
特開２０００−３０１９６３号公報

従来の運転者監視装置には、運転中や休憩中の乗務員の飲酒状況、交代状況を検出して運行中や休憩後の運転の可否を判定し、運転否と判定した場合は運転の継続を不可能とする措置を行うものがある。
特開２００４−３１８４１１号公報

従来の運転者監視装置には、被撮影者の眼以外の顔部位を誤って眼であるとして追跡していたときの眼鼻間距離と、その後の追跡で画像全体から検出した眼鼻間距離とを比較し、これら２つの眼鼻間距離が、分布において同様の箇所にあるときは画像全体から検出した眼は誤りであると判断し、異なる箇所にあるときは画像全体から検出した眼は正しく検出されたと判断するものがある。
特開２００５−３２７０７２号公報

ところで、従来の運転者監視装置においては、前記のように、アルコール検知装置を用いて運転者の呼気からアルコールが検知された場合にエンジンの始動を不可能にする運転者監視装置や、カメラにより撮影した運転者の画像と予め登録されている画像とを照合して本人認証を行う運転者監視装置がある。
ところが、従来は、これらを併用する技術を考える場合、アルコール検知装置のアルコール検知とカメラの撮影が直結しておらず、対象を同定していないので、成りすましによる運転を防止できない問題がある。例えば、呼気中のアルコール濃度を検知する場合に、アルコール検知装置の測定部分に飲酒していない他の同乗者が呼気を吹きかけ、飲酒している登録済みの乗務員をカメラに撮影させると、運転者が飲酒をしていないと判断されることになる。
このため、単にカメラとアルコール検知装置とを並用した技術では、運転者が飲酒していない者に成りすまし、飲酒運転することができる場合のような不都合や、監視のかいくぐりが考えられる。これに対しては、運転者の座席に着座センサを配設し、着座センサにより運転者を検知して呼気を検知することが考えられるが、着座センサによる検知は正確な検知装置が必要になり、システムが大掛かりになる不都合がある。

この発明は、他の同乗者による運転者の成りすましを防止することができ、また、本人の認証精度を上げることを目的としている。また、この発明は、大掛かりな着座センサを用いずに、成りすましを検知することを副次的な目的としている。

この発明は、運転者を撮影するカメラを備え、アルコール検知装置を備え、前記アルコール検知装置により運転者の呼気からアルコールが検知された場合にはエンジンの始動を禁止するインターロック装置を備えた運転者監視装置において、前記インターロック装置は、前記アルコール検知装置によるアルコール検知操作時の直前ないし直後の間に、異なるタイミングで前記カメラにより複数回の撮影を行うステップと、人為操作に基づいて本人認証を開始し、前記カメラにより得られた複数の撮影画像に基づいて本人認証を行うステップと、前記本人認証の肯定結果より、前記エンジンの始動を許可するステップとを実行する機能を備えることを特徴とする。

この発明の運転者監視装置は、アルコール検知のタイミングの直前・直後を含む特定時間の間に運転者を撮影することで、成りすましを防止できる。この発明の運転者監視装置は、複数のタイミングで運転者を撮影することで、表情の変化を含めて本人認証に利用でき、認証精度を上げることができる。

以下、図面に基づいてこの発明の実施例を説明する。

図１〜図３は、この発明の実施例を示し、図１は運転者監視装置のシステム構成図、図２はカメラによる撮影及びアルコール検知装置による測定の説明図、図３は監視動作のフローチャートである。図１において、１は車両に搭載したエンジン、２はエンジン制御装置、３はイグニションスイッチ、４は運転者監視装置である。運転者監視装置４は、運転者を撮影するカメラ５を備え、運転者の呼気からアルコール関連成分を検知するアルコール検知装置６（ガス成分検知装置）を備え、エンジン１の始動を禁止するインターロック装置７を備えている。インターロック装置７は、エンジン１の運転状態を制御するエンジン制御装置２によって構成している。
前記カメラ５は、カメラ本体８に、映像を取り込むレンズ９と、取り込んだ映像を電子的な画像として撮影する撮影部１０とを備えている。カメラ５は、図２に示すように、アルコール検知装置６に近接して並べて配置している。カメラ５は、画像に基づいて本人認証を行う画像処理装置１１に接続されている。画像処理装置１１は、エンジン制御装置２に接続され、後述の警告装置１７に接続されている。画像処理装置１１は、バッテリ電源またはアクセサリ電源の電源１２に接続されている。電源１２が、バッテリ電源ならば、後述する何れかの機械式接点のリレースイッチ（リクエストスイッチ１４）からの入力によりＯＮし、電力をカメラ５及び画像処理装置１１に供給する。また、電源１２が、アクセサリ電源ならば、イグニションスイッチ３をアクセサリ位置に操作するとＯＮし、電力をカメラ５及び画像処理装置１１に供給する。
前記画像処理装置１１は、予め登録した画像とカメラ５により得られた画像とを照合し、運転者が本人であるか（肯定）、本人でないか（否定）の本人認証を行う。画像処理装置１１は、運転者が本人であると認証した場合（肯定結果）に、始動要求をエンジン制御装置２に出力する。画像処理装置１１は、運転者が本人以外であると認証した場合（否定結果）に、後述の警告装置１７に否定結果を出力する。否定結果を受けた警告装置１７は、音や光で警告を発し、エンジン制御装置２に停止要求を出力する。
前記アルコール検知装置６は、検知本体１３に、呼気検査を行うための起動要求を行うリクエストスイッチ１４と、アルコール検知のために呼気を吹き込むノズル１５と、ノズルから吹き込まれた呼気中のアルコール濃度を測定する測定部１６とを備えている。アルコール検知装置６は、カメラ５に近接して配置され、アルコールの検知結果を受けて警告を発する警告装置１７に接続されている。警告装置１７は、エンジン制御装置２に接続されている。アルコール検知装置６及び警告装置１７は、連動する前記画像処理装置１１を介して電源１２のバッテリ電源若しくはアクセサリ電源から電力を供給される。
前記警告装置１７は、アルコール検知装置６が運転者の呼気から検知したアルコールの濃度が規定値以上であるか、規定値未満であるかの判断を行う。警告装置１７は、アルコール検知装置６が運転者の呼気から規定値以上のアルコールを検知した場合に、警告を発し、エンジン制御装置２に停止要求を出力する。
前記アルコール検知装置６は、検知本体１３を車両のステアリングコラム部に設けてある。検知本体１３は、固定は必須ではなく、取り外して使用可能に設けても良い。設置場所について、前記ステアリングコラム部上だけでなく、インストルメントパネルのメータクラスタ付近や、ステアリングハンドル上、あるいは座席など、車両の運転座席周囲に設けてあればよい。

前記インターロック装置７を構成するエンジン制御装置２は、外部装置であるカメラ５及びアルコール検知装置６と通信し、カメラ５及びアルコール検知装置６からの入力信号に基づいて、エンジン１の始動を許可ないし運転の禁止をする。エンジン制御装置２は、インターロック装置７が作動状態になると、エンジン１を停止状態に保持し、エンジン１を始動できない。また、エンジン制御装置２は、インターロック装置７が非作動状態になると、エンジン１を始動できる。エンジン制御装置２は、アルコール検知装置６により運転者の呼気からアルコールが検知された場合に、インターロック装置７によりエンジン１の始動を禁止する。
前記エンジン制御装置２により構成されるインターロック装置７は、アルコール検知装置６によるアルコール検知操作時の直前ないし直後の間に、異なるタイミングでカメラ５により複数回の撮影を行うステップと、人為操作に基づいて本人認証を開始し、カメラ５により得られた複数の撮影画像に基づいて本人認証を行うステップと、本人認証の肯定結果より、エンジン１の始動を許可するステップとを実行する機能を備える。
また、前記インターロック装置７は、エンジン１の始動許可に基づいてエンジン１を始動した後、カメラ５により断続的に撮影するステップと、エンジン１の始動前に撮影した画像とエンジン１の始動後に断続的に撮影した画像とを用いて本人認証を行うステップとを実行する機能を備える。
さらに、前記インターロック装置７は、エンジン１の始動後に断続的に撮影した画像を用いて本人認証を行うステップにて否定結果となった場合、運転者に警告し、かつエンジン停止に向けてエンジン出力を制限するステップを実行する機能を備える。

次に、実施例の作用を、図３のフローチャートに基づいて説明する。
図３のフローチャートにおいては、以下の処理を行う。
運転者監視装置４は、アルコール検知装置６にカメラ５を近づけて配置し、呼気中のアルコールの測定と同時に顔を複数回撮影する。呼気をノズル１５に吹きかけるためには、アルコール検知装置６に顔を近づける必要があり、確実に呼気の測定を行った者の顔をカメラ５で撮影することが可能である。撮影した画像は、画像処理装置１１にて顔の特徴を認識する。もし、画像処理装置１１は、呼気中にアルコールが検知されたら、警告装置１７を介して警告を行う。
即ち、運転者監視装置４は、まず、運転者が車両に乗車したら、リクエストスイッチ１４のＯＮ操作をトリガとして、カメラ５に顔を撮影するように指示する。この時の顔は、図２に示すように、真顔である。次に、運転者監視装置４は、アルコールを測定するために、アルコール検知装置６に呼気を吹きかけるように指示する。この時の顔は、図２に示すように、開口している顔である。運転者監視装置４は、このアルコール検知操作時の顔を撮影し、各々の画像の眉、目、口、鼻、輪郭等の特徴を認識し、この後の本人認証に用いる。運転者監視装置４は、真顔と、開口している顔の２種類の顔画像の特徴を撮影することにより、本人認識の精度を上げることができる。
その後、運転者監視装置４は、イグニションスイッチ３のアクセサリ位置への操作（アクセサリ電源のＯＮ時）をトリガとして、再度顔を撮影し、先に撮影した顔画像と比較して特徴が同じであれば、エンジン１の始動を可能とする。運転者監視装置４は、もし、本人認証が否定結果ならば警告を行い、再びアルコール検知操作と顔画像撮影を行う。
運転中は、定期的に顔画像を撮影して運転者を監視し、運転者が交代したら警告を行い、かつエンジン１を停止し、車両を止めて再検査することを要求する。運転者監視装置４は、こうすることにより運転者本人以外のいわゆる成りすましを防止することができる。

運転者監視装置４は、図３のフローチャートにおいて、乗車した運転者がアルコール検知装置６のリクエストスイッチ１４をＯＮ操作すると、これをトリガとして電源１２であるバッテリ電源から電力が供給され、プログラムを開始する（Ａ０１）。プログラムの開始（Ａ０１）は、専用のリクエストスイッチ１４の他に、着座センサによる着座検知時なども望ましいが、正確な検知装置が必要になり、システムが大掛かりになる不都合がある。簡素化および待機電流の消費量削減のためには、イグニションスイッチ３の操作（イグニションキーの挿入）、ドアの操作（開錠、リクエスト、開閉）、シートベルトの着用などを条件として、プログラムを開始するように兼用しても良い。プログラムの開始（Ａ０１）は、機械的接点を含むリレースイッチの動作をトリガとするのが好ましい。
前記リクエストスイッチ１４のＯＮ操作でプログラムが開始されると（Ａ０１）、顔画像を撮影し（Ａ０２）、撮影回数が１回目か２回目かを判断する（Ａ０３）。この判断（Ａ０３）による撮影回数が１回目の場合は、直ちにアルコール検知操作を行い（Ａ０４）、規定値以上のアルコールが検知されたかを判断する（Ａ０５）。
この判断（Ａ０５）がＹＥＳの場合は、警告を発し（Ａ０６）、エンジン停止の処理をし（Ａ０７）、顔画像の撮影（Ａ０２）に戻り、再検査となる。エンジン停止の処理（Ａ０７）においては、エンジン１を停止状態に保持し、エンジン１を始動できないようにする。前記判断（Ａ０５）がＮＯの場合は、顔画像の撮影（Ａ０２）に戻り、２回目の撮影を行う。
前記（Ａ０２）〜（Ａ０５）のアルコール検知に同調して行う顔画像の撮影は、アルコール検知操作時の直前に１回目（図２の真顔）、直後に２回目の撮影（図２のノズル１５に呼気を吹き込むために開口している顔）を行う。また、この２回目の撮影は、図３に破線で示す顔画像撮影の処理（Ａ１４）ように、アルコール検知操作（Ａ０４）を行う時からその結果判断（Ａ０５）を出力するまでの間に行うようにしても良い。この場合は、アルコール検知操作時（Ａ０４）と２回目の顔画像撮影時（Ａ１４）とが重ねられ、成りすましの可能性を低め、表情の変化を含めることができる。
また、顔画像の撮影は、それぞれのアルコール検知のタイミングにおける１回の撮影で、あるタイミングからの経過時間の間に、微少時間のずれをおいて複数カットの撮影を行うようにしても良い。これにより、顔画像には、複数の顔を捉え、顔の表情の変化を含めることができる。そして、複数の顔画像は、後の認証において本人確認の精度を高めることができる。

前記アルコール検知の判断（Ａ０５）がＮＯで２回目の顔画像を撮影し（Ａ０２）、判断（Ａ０３）による撮影回数が２回目である場合は、エンジンを始動するためにイグニションスイッチ３をアクセサリ位置へ操作してアクセサリ電源がＯＮすると（Ａ０８）、これをトリガとして３回目の顔画像を撮影し（Ａ０９）、本人であるかの認証を行う（Ａ１０）。
このように、運転者監視装置４は、アルコール検知操作に同調させた顔画像の撮影の後に（Ａ０３：ＹＥＳ）、アクセサリ電源のＯＮ（イグニションスイッチ操作、あるいはプッシュ型スタートスイッチ押下操作）により（Ａ０８）、３回目の顔画像を撮影し（Ａ０９）、本人認証を行う（Ａ１０）。これにより、運転者監視装置４は、走行開始の準備段階においても、成りすましの可能性を低め、表情の変化を含めることができる。
前記本人認証（Ａ１０）が否定結果でＮＯの場合は、警告を発し（Ａ０６）、エンジン停止の処理をし（Ａ０７）、顔画像の撮影（Ａ０２）に戻り、再検査となる。本人認証（Ａ１０）が肯定結果でＹＥＳの場合は、始動許可に基づいてイグニションスイッチ３のスタート位置への操作によりエンジン１を始動する（Ａ１１）。
顔画像撮影の３回目までの累積に基づいた本人認証により、本人認証が肯定結果の場合は、エンジン始動許可状態となり、始動操作に対して車両推進用のエンジン１たる内燃機関を始動する。エンジン１が電動モータを含んで構成されている場合は、電動モータを起動してスタンバイ状態とする。

前記エンジン１の始動（Ａ１１）をした後は、顔画像を撮影し（Ａ１２）、本人であるかの認証を行う（Ａ１３）。本人認証（Ａ１３）が否定結果でＮＯの場合は、警告を発し（Ａ０６）、エンジン停止の処理をし（Ａ０７）、顔画像の撮影（Ａ０２）に戻り、再検査となる。本人認証（Ａ１３）が肯定結果でＹＥＳの場合は、顔画像の撮影（Ａ１２）に戻り、エンジン１を始動した後も、引き続き、断続的あるいは定期的に撮影した画像を用いて本人認証を行い、カメラ５による監視を継続する。
ここで、断続的な撮影のタイミングとは、まず、定期的なカウントにより、所定の経過時間の経過毎に行うのが基本である。また、撮影は、そのタイミングに加え、特定の条件成立時を加えるとより良い。この特定の条件とは、各座席のいずれかのシートベルト着用検知状態に変化が有った時、変速機のセレクト装置がパーキングＰあるいはニュートラルＮに操作された時、パーキングブレーキが操作された時、ドアが開閉された時、シートが移動された時などである。
前記（Ａ１２）、（Ａ１３）による継続監視の結果、判断（Ａ１３）がＮＯとなったら、警告を発し（Ａ０６）、エンジン停止の処理（Ａ０７）により停車を行う。その後、走行を継続するには、撮影を伴ったアルコール検知で再検査することが不可避となる。なお、制御フロー中の動作終了タイミングは任意であり、イグニションスイッチ３のＯＦＦ操作を行った際に、終了処理する。次回の開始タイミングでは、また最初から処理を行う。

この運転者監視装置４は、カメラ５による撮影とアルコール検知装置６によるアルコール検知を同調して行うため、アルコール検知操作時の直前ないし直後の間に複数回の撮影を行う。運転者監視装置４は、人為操作により、本人認証後、エンジン１の始動を許可する。運転者監視装置４は、エンジン１の始動後において断続的な撮影をし、カメラ５による監視を継続する。運転者監視装置４は、継続監視の結果が否定となると、警告、停車を行う。
運転者監視装置４は、運転席に着座している人物が交代したことを判定した場合、安定的な停車状態ならば、すぐにエンジン１を停止する。車両の停車状態は、車速ゼロ、変速機がニュートラルＮといった停車状態であるケースが大半を占めると予想され、停車中であるから直ちに停止してもよいとは限らない。そのような停車の中でも、変速機がパーキングＰや、パーキングブレーキ使用状態ならば、遅滞なくエンジン１を停止しても不都合はない。坂道など傾斜での交代は、故意に行わなければ、稀と考えられるが、結局、意図しない車両の不安全状態には配慮して止めるのが望ましい。
運転者監視装置４は、走行中にエンジン１を停止する必要が生じた場合、別の警報装置による運転者への報知を伴いながら、車両の退避可能な時間を与えつつエンジン１の出力を抑制し、やがて車両の停止後にエンジン１を完全に停止させる。出力の抑制は、スロットルバルブの開動制限、燃料噴射量の低減またはカット、点火の間引き、それらの組合せによって行う。なお、車両の退避時には、変速機の変速を制御し、車速を制限するようにした制御を組み合わせても良い。

このように、運転者監視装置４のインターロック装置７は、アルコール検知装置６によるアルコール検知操作時の直前ないし直後の間に、異なるタイミングでカメラ５により複数回の撮影を行うステップと、人為操作に基づいて本人認証を開始し、カメラ５により得られた複数の撮影画像に基づいて本人認証を行うステップと、本人認証の肯定結果より、エンジン１の始動を許可するステップとを実行する機能を備える。
これにより、運転者監視装置４は、アルコール検知のタイミングの直前・直後を含む特定時間の間に運転者を撮影することで、成りすましを防止できる。この運転者監視装置４は、複数のタイミングで運転者を撮影することで、表情の変化を含めて本人認証に利用でき、認証精度を上げることができる。
また、運転者監視装置４のインターロック装置７は、エンジン１の始動許可に基づいてエンジン１を始動した後、カメラ５により断続的に撮影するステップと、エンジン１の始動前に撮影した画像とエンジン１の始動後に断続的に撮影した画像とを用いて本人認証を行うステップとを実行する機能を備える。
これにより、運転者監視装置４は、エンジン１の始動前後に運転者を撮影することで、エンジン１の始動後の運転者の交代といった成りすましを防止できる。
さらに、運転者監視装置４のインターロック装置７は、エンジン１の始動後に断続的あるいは定期的に撮影した画像を用いて本人認証を行うステップにて否定結果となった場合、運転者に警告し、かつエンジン停止に向けてエンジン出力を制限するステップを実行する機能を備える。
これにより、運転者監視装置４は、走行中に成りすましと判定した場合に、難なく車両を停車に導くことができる。

なお、運転者監視装置４は、初期動作をリクエストスイッチ１４がＯＮ操作されてバッテリ電源による電力の供給に基づく動作に代えて、ステップ（Ａ０１）のトリガをイグニションスイッチ３のアクセサリ位置への操作によるアクセサリ電源のＯＮの検知を条件とし、ステップ（Ａ０８）をイグニションスイッチ３のイグニション位置への操作によるイグニションＯＮの検知を条件とすることで、電源システムとスイッチ構成を簡略化しつつ同様の動作を可能とすること、および、待機電流を低減することができる。
また、カメラ５は、実際の物を撮像して３原色に代表される光学的な色周波数として捉えた画像だけでなく、実際の物の表面形状までの距離を捉えた画像であっても良い。後者のカメラならば、３次元（立体）的な形状を含めて認識できるので、より本人確認の認識精度を高めることができる。
また、カメラ５で顔を撮影する場合には、例えば夜間だと暗くて顔が映らない可能性があるので、カメラ５にフラッシュを搭載する、カメラ５のレンズ９横にライトを設ける等を行って光源を確保し、同調させて作動させることにより確実に顔を撮影すること、赤外線カメラとすること等も可能である。

この発明の運転者監視装置は、自動車や、電車、船、飛行機等の運転者の成りすまし、本人認証にも適用することができる。

実施例を示す運転者監視装置のシステム構成図である。 カメラによる撮影及びアルコール検知装置による測定の説明図である。 監視動作のフローチャートである。

符号の説明

１ エンジン
２ エンジン制御装置
３ イグニションスイッチ
４ 運転者監視装置
５ カメラ
６ アルコール検知装置
７ インターロック装置
８ カメラ本体
９ レンズ
１０ 撮影部
１１ 画像処理装置
１２ 電源（バッテリ電源、アクセサリ電源）
１３ 検知本体
１４ リクエストスイッチ
１５ ノズル
１６ 検出部
１７ 警告装置

Claims (3)

1. 運転者を撮影するカメラを備え、アルコール検知装置を備え、前記アルコール検知装置により運転者の呼気からアルコールが検知された場合にはエンジンの始動を禁止するインターロック装置を備えた運転者監視装置において、前記インターロック装置は、前記アルコール検知装置によるアルコール検知操作時の直前ないし直後の間に、異なるタイミングで前記カメラにより複数回の撮影を行うステップと、人為操作に基づいて本人認証を開始し、前記カメラにより得られた複数の撮影画像に基づいて本人認証を行うステップと、前記本人認証の肯定結果より、前記エンジンの始動を許可するステップとを実行する機能を備えることを特徴とする運転者監視装置。
2. 前記インターロック装置は、前記エンジンの始動許可に基づいてエンジンを始動した後、前記カメラにより断続的に撮影するステップと、前記エンジンの始動前に撮影した画像と前記エンジンの始動後に断続的に撮影した画像とを用いて本人認証を行うステップとを実行する機能を備えることを特徴とする請求項１に記載の運転者監視装置。
3. 前記インターロック装置は、前記エンジンの始動後に断続的に撮影した画像を用いて本人認証を行うステップにて否定結果となった場合、運転者に警告し、かつエンジン停止に向けてエンジン出力を制限するステップを実行する機能を備えることを特徴とする請求項２に記載の運転者監視装置。

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