JP2015097087A - 車両の運転者を監視するためのシステムおよび方法 - Google Patents

Abstract

【課題】車両の運転者を監視するためのシステムが提供される。
【解決手段】システムには、赤外光のビームを運転者に発するための赤外線フラッシュ、反射光をビームから捕捉するための赤外線カメラ、および車両のフロントガラスに接着された反射赤外線フィルムが含まれる。運転者監視システムのための方法が提供される。方法には、赤外線反射層を車両上に設置すること、赤外線カメラおよび赤外線フラッシュを車両のダッシュボード内に設置すること、ならびに赤外線カメラまたは赤外線フラッシュのいずれかを赤外線反射層に向いた方向に配向することが含まれる。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両の運転者を監視するためのシステムおよび方法に関する。

車両を運転する際に共通の問題は、運転者の覚醒である。長距離旅行中、運転者は慎重さを欠き、居眠りをするか、または覚醒していないことがある。この結果、最終的に運転者は衝突するか、または車両を安全な方法で運転しないことがある。

運転者が確実に覚醒するために、様々な技法が実装されてきた。例えば、車両のダッシュボード内のステレオは、警報を所定の時間に鳴らし、運転者にボタンまたはコマンドを行使させることがある。運転者が所定の時間間隔で関与することにより、運転者は覚醒するように促される。

上の例では、運転者は、物理的に行動を取るよう求められる。運転者は、この能動的過程によって苛立つ、または負担を負うことがある。したがって、運転者は警報を無効にすることがあり、それによって警報の目的が妨げられる。

別の例では、カメラが車両内に据えられることがある。しかし、車両領域の設計前のため、目障りでない場所を見つけることは困難であるかもしれない。さらに、カメラは明るさを必要とすることが多いので、この技法は夜間運転中には有効でないことがある。

発明を実施するための形態は以下の図面を指し、図面において同じ番号は同じ項目を指す。

車両の運転者を監視するためのシステムの一例を示す図である。 車両の運転者を監視するためのシステムの一例を示す図である。 車両の運転者を監視するためのシステムの一例を示す図である。 車両の運転者を監視するためのシステムの一例を示す図である。 運転者監視システムを実装するための方法の一例を示す図である。

本発明は、本発明の例示的実施形態を示す添付図面を参照して、以下により十分に説明される。しかし、本発明は、多くの異なる形で具現化されてもよく、本明細書に説明した実施形態に限定されると解釈されるべきではない。むしろ、これらの例示的実施形態は、本開示が完全であり、本発明の範囲を当業者に完全に伝えるように提供される。本開示の目的のために、「それぞれの少なくとも１つ」は、複数の列挙された要素の組合せを含む、それぞれの言語に続く列挙された要素のあらゆる組合せを意味すると解釈されることが理解されよう。例えば、「Ｘ、Ｙ、およびＺの少なくとも１つ」は、Ｘのみ、Ｙのみ、Ｚのみ、またはＸ、Ｙ、およびＺの２つ以上の項目のあらゆる組合せ（例えば、ＸＹＺ、ＸＺ、ＹＺ、Ｘ）を意味すると解釈される。図面および発明を実施するための形態は全体を通して、別段の記載がない限り、同じ図面参照番号は、同じ要素、特徴、および構造を指すと理解されるものとする。これらの要素の相対的サイズおよび描写は、わかり易さ、説明、および利便性のために誇張されていることがある。

車両の運転者を監視することは、様々な利益を提供することがある。例えば、運転者の顔の特徴を分析して、運転者の覚醒を確保してもよい。多くの場合、運転者が寝そうになるとき、または覚醒を失うとき、運転者の眼は閉じる。他の例では、運転者は、前かがみの位置にかがみ込むことがある。

したがって、車両は、車両の一部に埋め込まれたカメラを組み込んでもよい。カメラは、運転者または運転者の顔の方向もしくはその周辺に向けられ、したがって、運転者が眠っているかまたは覚醒していない状況をシステムに警告し得る、様々な表示を捕捉できることがある。

運転者の覚醒を監視することに加えて、カメラを入力装置として利用してもよい。したがって、動きまたは身振りを検出することにより、カメラはその動きを中央処理装置に中継し、行為またはコマンドを引き起こさせてもよい。

カメラは、ダッシュボード内、またはハンドルの背後の場所（すなわち、ダッシュボード）に据えられてもよい。ダッシュボードの場所は、回路またはカメラに関連した他の構成部品を隠すことができることに起因して選択されてもよい。また、運転者がハンドルの背後に位置するという事実に起因して、ダッシュボードは、運転者が直接見えるようにカメラを配向させることができる。

しかし、カメラがダッシュボード内に据えられた場合、ハンドルは、運転者へのカメラの視界を妨害することがある。したがって、運転者の明瞭な画像またはビデオを獲得する能力が妨げられる。

さらに、多くのカメラは、明るい状態で作動する。しかし、車両は、夜間または比較的暗い状態で運転されることがある。したがって、多くのカメラは、夜間または暗い運転条件の間に画像またはビデオを捕捉できないかもしれない。

車両の運転者を監視するためのシステムおよび方法が本明細書に開示されている。本明細書に開示されたシステムは、フロントガラス上に配置された反射層を利用する。またシステムは、フラッシュおよび赤外線検出器／カメラも利用する。上記の様々な組合せを利用することにより、システムは、車両を運転中に運転者の画像を捕捉するために、見た目が美しく、便利で有効なカメラシステムを達成する。

カメラは、赤外光を感知する画像センサを利用する場合、赤外線画像を捕捉できる。使用されるスペクトル部分は、近赤外線（ＮＩＲ）と呼ばれ、これは熱画像を含む遠赤外線とは異なる。

ＮＩＲ写真に使用される波長は、約７００ｎｍ〜約１０００ｎｍの範囲である。画像センサは、通常、可視光も感知するので、赤外線を透すフィルタが使用される。これにより赤外光はカメラを通過するが、可視光スペクトルのすべてまたは大部分を遮断する（したがって、フィルタは黒または深紅に見える）。（「赤外線フィルタ」は、このタイプのフィルタ、または赤外線を遮断するが他の波長を透すフィルタのいずれかを指してもよい。）

赤外線カメラは、赤外線フラッシュと併用して使用されてもよい。赤外線フラッシュは、撮影される対象に赤外線カメラを介して照らしてもよい。したがって、一旦、赤外線フラッシュが対象に対して赤外光のビームを発すると、赤外線カメラは、赤外光によってもたらされる反射光を捕捉することができる。

赤外線フラッシュは、車両のダッシュボード内に据えられてもよい。しかし、本明細書に開示された様々なシステムおよび方法の実装者は、赤外線フラッシュを車両の他の部分に据えることができる。

図１は、車両の運転者１００を監視するためのシステムの一例である。図１を参照すると、車両の前の座席の図が示されている。前の座席は、ハンドル１１０、ダッシュボード１２０、赤外線フラッシュ１３０、および赤外線カメラ１４０を示す。赤外線フラッシュ１３０および赤外線カメラ１４０は、ダッシュボード１２０内、またはダッシュボード１２０の比較的近くに据えられてもよい。赤外線カメラ１４０は、ダッシュボード１２０に取付具（図示せず）で取り付けられてもよく、赤外線カメラ１４０のレンズが様々な方向に配向されるように調節可能であってもよい。

図１に示されたように、赤外線フラッシュ１３０は、赤外線ビーム１３５を運転者１００に発してもよい。次いで反射光１４５が生成され、赤外線カメラ１４０に向かって戻されてもよい。したがって、受領された反射光１４５に基づいて、赤外線カメラは、運転者１００の画像を捕捉できる。

しかし、図１に示されたように、ハンドル１１０は、ビーム１３５および反射光１４５の両方の経路内にある。ハンドル１１０が経路内にあることに起因して、画像は、赤外線カメラ１４０によって完全には捕捉されないことがある。したがって、図１に示されたシステムの実装は妨げられることがある。

図２は、車両の運転者１００を監視するためのシステム２００の一例である。図２を参照すると、車両の前の座席の図が示されている。前の座席は、ハンドル１１０、ダッシュボード１２０、赤外線フラッシュ１３０、および赤外線カメラ１４０を示す。赤外線フラッシュ１３０および赤外線カメラ１４０は、ダッシュボード１２０内、またはダッシュボード１２０の比較的近くに据えられてもよい。赤外線カメラ１４０は、ダッシュボード１２０に取付具（図示せず）で取り付けられてもよく、赤外線カメラ１４０のレンズが様々な方向に配向されるように調節可能であってもよい。

また赤外線反射層２２０を備えるフロントガラス２１０も、図２に示されている。赤外線反射層２２０は、可視光を透すことができるが、赤外光を反射する、透明（シースルー）フィルムである。したがって、フロントガラス２１０とともに実装された赤外線反射層２２０を用いて、運転者１００は、標準方法で運転者１００の視界が妨害されることなく車両を運転し得る。

図２に示されたように、赤外線フラッシュ１３０は、赤外線ビーム１３５を運転者１００に向けてもよい。次いで反射光２４５が生成され、赤外線反射層２２０に向けられる。反射光２４５は、赤外線反射層２２０から反射し、赤外線カメラ１４０に反射する。赤外線カメラ１４０のレンズ（図示せず）は、反射光２４５を受領するために据えられる。例えば、図２に示されたように、赤外線カメラ１４０のレンズは、フロントガラス２１０の方向に充分に配向されてもよい。したがって、システム２００を実装することにより、赤外線カメラ１４０によって捕捉される画像は、ハンドル１２０によって妨げられない。

図３は、車両の運転者１００を監視するためのシステム３００の一例である。図３を参照すると、車両の前の座席の図が示されている。前の座席は、ハンドル１１０、ダッシュボード１２０、赤外線フラッシュ１３０、および赤外線カメラ１４０を示す。赤外線フラッシュ１３０および赤外線カメラ１４０は、ダッシュボード１２０内、またはダッシュボード１２０の比較的近くに据えられてもよい。赤外線カメラ１４０は、ダッシュボード１２０に取付具（図示せず）で取り付けられてもよく、赤外線カメラ１４０のレンズが様々な方向に配向されるように調節可能であってもよい。

また赤外線反射層２２０を備えるフロントガラス２１０も、図３に示されている。赤外線反射層２２０は、可視光を透すことができるが、赤外光を反射する、透明（シースルー）フィルムである。したがって、フロントガラス２１０とともに実装された赤外線反射層２２０を用いて、運転者１００は、標準方法で運転者１００の視界が妨害されることなく車両を運転し得る。

図３に示されたように、赤外線フラッシュ１３０は、赤外線ビーム３３５をフロントガラス２１０の方向に向ける。赤外線ビーム３３５は、引き続き赤外線反射層２２０から運転者１００の方向に反射される。次いで反射光１４５が生成され、赤外線カメラ１４０に向けられる。したがって、システム３００を実装することにより、赤外線ビーム３３５は、ハンドル１２０によって妨げられない。

図４は、車両の運転者１００を監視するためのシステム４００の一例である。図４を参照すると、車両の前の座席の図が示されている。前の座席は、ハンドル１１０、ダッシュボード１２０、赤外線フラッシュ１３０、および赤外線カメラ１４０を示す。赤外線フラッシュ１３０および赤外線カメラ１４０は、ダッシュボード１２０内、またはダッシュボード１２０の比較的近くに据えられてもよい。赤外線カメラ１４０は、ダッシュボード１２０に取付具（図示せず）で取り付けられてもよく、赤外線カメラ１４０のレンズが様々な方向に配向されるように調節可能であってもよい。

また赤外線反射層２２０を備えるフロントガラス２１０も、図４に示されている。赤外線反射層２２０は、可視光を透すことができるが、赤外光を反射する、透明（シースルー）フィルムである。したがって、フロントガラスとともに実装された赤外線反射層２２０を用いて、運転者１００は、標準方法で運転者１００の視界が妨害されることなく車両を運転し得る。

図４に示されたように、赤外線フラッシュ１３０は、赤外線ビーム３３５をフロントガラス２１０の方向に向ける。赤外線ビーム３３５は、引き続き赤外線反射層２２０から運転者１００の方向に反射される。次いで反射光２４５が生成され、赤外線カメラ１４０に向けられる。赤外線カメラ１４０のレンズ（図示せず）は、反射光２４５を受領するために据えられる。例えば、図４に示されたように、赤外線カメラ１４０のレンズは、フロントガラス２１０の方向に充分に配向されてもよい。したがって、システム４００を実装することにより、赤外線カメラ１４０によって捕捉される画像は、ハンドル１２０によって妨げられない。

図５は、運転者監視システムを実装するための方法５００の一例である。方法５００は、製造過程として組み込まれるか、または車両内のアフターマーケット装置に実装されてもよい。

工程５１０では、反射赤外線フィルム層を車両のフロントガラス上に貼りつける。反射赤外線フィルム層は、赤外光を反射するが、可視光を透すことができる。

工程５２０では、赤外線カメラおよび赤外線フラッシュを車両のダッシュボード内またはその周辺に設置する。

工程５３０では、赤外線カメラまたは赤外線フラッシュをフロントガラスの方向に向ける。代替実装形態では、赤外線フラッシュおよび赤外線カメラの両方をフロントガラスの方向に向ける。いずれの場合も、運転者の反射光またはフラッシュのどちらかはハンドルによって妨げられない。

したがって、本明細書に開示されたシステムおよび方法の実装者は、車両の運転者の画像またはビデオを有効に捕捉し得る。したがって、システム２００、３００、または４００のいずれかを実装することにより、ハンドルまたは車両領域内の他の障害物は、運転者の画像を妨害しない。

様々な修正形態および変形形態を、本発明の精神または範囲から逸脱することなく、本発明において作成できることが、当業者には理解されよう。したがって、本発明は、添付の特許請求の範囲およびそれらの均等物の範囲内に含まれる限り、提供された本発明の修正形態および変形形態を包含することを意図する。

Claims (20)

1. 車両の運転者を監視するためのシステムであって、
   赤外光のビームを前記運転者に発するための赤外線フラッシュと、
   反射光を含む、前記ビームによって照らされた画像を捕捉するための赤外線カメラと、
   前記車両のフロントガラスに組み込まれた反射赤外線フィルムと、
   を備える、システム。
2. 前記赤外線フラッシュは、前記赤外光のビームを前記反射赤外線フィルムに発するように配向される、請求項１に記載のシステム。
3. 前記赤外線カメラは、前記ビームが前記反射赤外線フィルムから反射した後、前記ビームによって照らされた前記画像を捕捉するように配向される、請求項１に記載のシステム。
4. 前記赤外線フラッシュは、前記赤外光のビームを前記反射赤外線フィルムに発するように配向され、
   前記赤外線カメラは、前記ビームが前記反射赤外線フィルムから反射した後、前記反射光を前記ビームから捕捉するように配向される、請求項１に記載のシステム。
5. 前記赤外線カメラは、運転者の覚醒検出システムとともに利用される、請求項１に記載のシステム。
6. 前記赤外線カメラは、インターフェイス機器とともに利用される、請求項１に記載のシステム。
7. 運転者監視システムを実装するための方法であって、
   赤外線反射層を車両上に接着して取り付けるステップ（または内層に接合するステップ、または前記ガラス製造過程に含まれる）と、
   赤外線カメラおよび赤外線フラッシュを前記車両のダッシュボード内に設置するステップと、
   前記赤外線カメラまたは前記赤外線フラッシュのいずれかを前記赤外線反射層に向かう方向に配向するステップと、
   を含む、方法。
8. 前記赤外線カメラが、前記赤外線反射層の前記方向に配向される、請求項７に記載の方法。
9. 前記赤外線フラッシュが、前記赤外線反射層の前記方向に配向される、請求項７に記載の方法。
10. 前記赤外線フラッシュおよび前記赤外線カメラが、前記赤外線反射層に向けて配向される、請求項７に記載の方法。
11. 前記方法は、運転者覚醒システムとともに実装される、請求項７に記載の方法。
12. 前記方法は、インターフェイス機器とともに実装される、請求項７に記載の方法。
13. 前記赤外線反射層は、アフターマーケット過程中に取り付けられる、請求項７に記載の方法。
14. 前記赤外線反射層は、前記車両の製造中に前記フロントガラス組立体内に含められる、請求項７に記載の方法。
15. 赤外線カメラ装置であって、
    車両のダッシュボードに取り付けるための取付具と、
    前記車両の運転者の反射光を捕捉するための赤外線カメラレンズと、
    を備え、
    前記赤外線カメラレンズは、前記車両のフロントガラスに向けて配向される、赤外線カメラ装置。
16. 前記車両は赤外線フラッシュを含み、赤外線フラッシュが赤外光を生成することに応答して、前記運転者の前記反射光が生成される、請求項１５に記載の装置。
17. 前記赤外線フラッシュは、前記ダッシュボードに取り付けられる、請求項１６に記載の装置。
18. 前記赤外線フラッシュは、前記フロントガラスの方向に配向される、請求項１７に記載の装置。
19. 赤外線反射層が、前記フロントガラスの前記製造において含められる、請求項１８に記載の装置。
20. 前記ダッシュボードに対する前記取付具の角度は、調節可能である、請求項１５に記載の装置。

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