JP2020199848A - 運転者状態検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】運転者の視線方向の検出範囲が車幅方向に関して広角であっても、視線方向を広角に且つ高精度に検出する。【解決手段】、運転者２００の視線方向２０２を検出するための第１視線検出部２１及び第２視線検出部２２を含む少なくとも２つの視線検出部１２を備え、第１視線検出部２１と第２視線検出部２２とは車幅方向Ｙに関して運転者２００を挟む位置に配置されている、運転者状態検出装置。【選択図】図１

Description

本発明は、運転者状態検出装置に関する。

近年、車両のアクセル・ブレーキ・ステアリング制御を伴う高度な安全支援システムや自動運転システムの導入に向けて、車両内の運転者の前方に、運転者の視線方向を検出・確認する装置が設けられている（例えば、特許文献１参照）。

国際公開第２０１４／１８８６４８号

しかしながら、従来の運転者状態検出装置では、運転者の視線方向が上面視で運転者支点を基準として比較的大きな角度をなす広角方向に向いている場合に、視線方向の検出精度が低下する場合がある。例えば、従来の運転者状態検出装置では、運転者の視線がサイドミラーに向いていることを高精度に検出できない場合があった。

本発明は、上述の事情に鑑みてなされたものであって、運転者の視線方向を広角且つ高精度に検出可能な運転者状態検出装置を提供する。

この発明に係る運転者状態検出装置は、以下の構成を採用した。

（１）：本発明の一態様に係る運転者状態検出装置は、車両の運転者の状態を検出する第１状態検出部及び第２状態検出部を含む少なくとも２つの状態検出部と、前記第１状態検出部と前記第２状態検出部とは、車幅方向に関して前記運転者を挟む位置に配置され、前記第１状態検出部及び前記第２状態検出部は、運転席後端よりも前方に配置されているものである。

（２）：上記（１）の態様において、前記状態検出部は前記運転者の視線方向を検出する第１視線検出部及び第２視線検出部を含む少なくとも２つの視線検出部であるものである。

（３）：上記（２）の態様において、前記第１視線検出部及び前記第２視線検出部は、ステアリングホイールよりも前方に配置されているものである。

（４）：上記（２）又は（３）の態様において、前記視線検出部の検出結果に基づいて、前記運転者の視線方向を推定する推定部を備えるものである。

（５）：上記（２）から（４）のいずれかの態様において、前記車両には、前記運転者の側方に窓枠部が配置され、前記車幅方向に関する前記窓枠部の外側にミラーが配置され、前記窓枠部の前方に、車体上下方向に延びるフロントピラーが配置され、前記第１視線検出部は前記フロントピラーに配置されているものである。

（６）：上記（２）から（５）のいずれかの態様において、前記車両は、前記運転者が着座する運転席と、前記運転席の側方に配置された助手席と、を備え、前記第２視線検出部は前記車幅方向に関してステアリングホイールより前記助手席側の位置にされているものである。

（７）：上記（２）から（６）のいずれかの態様において、前記前記車両は、趣向性画像、前記車両の内部空間の状況、もしくは前記車両の周囲の状況を表示する表示部を備え、前記第２視線検出部は前記表示部の周囲に設けられているものである。

（８）：上記（７）の態様において、前記前記表示部は、前記車幅方向に関して前記運転席と前記助手席との間に配置されているものである。

（９）：上記（２）から（８）のいずれかの態様において、前記第１視線検出部の中心と前記運転者の視点位置とを結ぶ第１線と前記第２視線検出部の中心と前記視点位置とを結ぶ第２線とが上面視でなす第１角度は７０°以下であるものである。

（１０）：上記（９）の態様において、前記第１角度は６０°以上であるものである。

（１１）：上記（９）又は（１０）の態様において、前記視点位置を中心として前記第１線と前記視点位置を通って車体前後方向に延びる中心線とが上面視でなす第２角度と、前記第２線と前記中心線とが上面視でなす第３角度とは互いに異なるものである。

（１２）：上記（９）又は（１０）の態様において、前記視点位置を中心として前記第１線と前記視点位置を通って車体前後方向に延びる中心線とが上面視でなす第２角度と、前記第２線と前記中心線とが上面視でなす第３角度とは互いに等しいものである。

（１３）：上記（２）から（１２）のいずれかの態様において、前記第１視線検出部と前記第２視線検出部とは車体前後方向に関してオフセットして配置されているものである。

（１４）：上記（６）から（１３）のいずれかの態様において、車体前後方向に関して前記助手席の前方には所定のタイミングで展開する助手席用エアバッグが配置され、前記第２視線検出部は前記車幅方向に関して展開状態の前記助手席用エアバッグの最外端より前記運転者側の位置に配置されているものである。

（１５）：上記（２）から（１４）のいずれかの態様において、前記視線検出部はそれぞれ、前記運転者に対して基準点を照射する照射部と、前記基準点と前記運転者の眼球の一部とを認識する認識部と、を備え、前記第１視線検出部では前記照射部及び前記認識部が車体上下方向に沿って配置されているものである。

（１６）：上記（１５）の態様において、前記第２視線検出部では前記照射部及び前記認識部が前記車幅方向に沿って配置されているものである。

（１７）：上記（１５）の態様において、前記第２視線検出部では前記照射部及び前記認識部が前記車体上下方向に沿って配置されているものである。

（１８）：上記（１５）から（１７）のいずれかの態様において、前記第１視線検出部の前記認識部と前記第２視線検出部の前記認識部とは前記車体上下方向においてオフセットして配置されているものである。

（１９）：上記（１５）又は（１８）の態様において、前記第１視線検出部の前記認識部と前記第２視線検出部の前記認識部とは前記車体上下方向において前記ミラーの上端と下端との間に位置しているものである。

上記（１）の態様によれば、少なくとも第１状態検出部及び第２状態検出部が車幅方向において上面視で運転者を挟むように配置されるため、従来のように状態検出装置（視線検出装置）等が車幅方向に関して運転者と略重なる位置に設けられている場合に比べて運転者の種々の状態を広角且つ高精度に検出できる。

上記（２）の態様によれば、運転者の状態を表す情報の１つとして視線方向が用いられ、少なくとも第１視線検出部と第２視線検出部が車幅方向において上面視で運転者を挟むように配置されるため、従来のように視線検出装置等が車幅方向に関して運転者と略重なる位置に設けられている場合に比べて運転者の視線方向を広角且つ高精度に検出できる。

上記（３）の態様によれば、少なくとも第１視線検出部と第２視線検出部がステアリングホイールより前方に配置されるため、運転者の運転操作が妨げられにくく、円滑になる。

上記（４）の態様によれば、推定部によって第１視線検出部と第２視線検出部のそれぞれの検出結果を融合させる、あるいは第１視線検出部と第２視線検出部のうち信頼度の高い視線検出部の検出結果を採用する等により、推定部を備えない場合に比べて、運転者の視線方向を正確且つ多角的に検出できる。

上記（５）の態様によれば、更に、運転者がミラーを見たか否かということの検出精度を高くすることができる。また、上記（５）の態様によれば、第１視線検出部をフロントピラーからの突出を抑えて配置し、第１視線検出部の配線効率を高めることができる。

上記（６）の態様によれば、更に、運転者の視線がステアリングホイールによって遮られにくく、視線方向を高精度に検出できる。

上記（７）の態様によれば、更に、運転者が表示部を見たか否かということを高精度に検出できる。また、上記（７）及び（８）の態様によれば、第２視線検出部が表示部を支持する支持部材等からの突出を抑えて配置し、第２視線検出部の配線効率を高めることができる。

上記（８）の態様によれば、更に、運転者の視線がステアリングホイールや助手席にすわる搭乗者等によって遮られにくく、視線方向を高精度に検出できる。また、上記（８）の態様によれば、第２視線検出部の設置スペースを確保しやすくなる。

上記（９）〜（１１）の態様によれば、更に、第１視線検出部が運転者の視線方向を高精度に検出可能な検出角度範囲と第２視線検出部の検出角度範囲とが方位角方向に関して適度に且つ広く分布するので、視線方向の検出範囲が広角であっても運転者の視線方向を高精度且つ方位角方向に関して均等に検出できる。

上記（１２）の態様によれば、更に、第２角度と第３角度が同一になり、中心線を中心として方位角方向において、第１視線検出部と第２視線検出部の視線方向の取得時の検出視野及び精度を互いに同程度にすることができるため、検出視野や精度の初期設定が容易になる。

上記（１３）の態様によれば、更に、第１視線検出部の検出角度範囲と第２視線検出部の検出角度範囲とが車体前後方向に関して適度に且つ広く分布するので、視線方向の検出範囲が車体前後方向に関して広角であっても運転者の視線方向を高精度に検出できる。

上記（１４）の態様によれば、更に、助手席用エアバッグが展開したときであっても、運転者の視線が展開状態の助手席用エアバッグによって遮られにくく、運転者の視線方向を高精度に検出される。また、上記（１４）の態様によれば、エアバックの展開が妨げられにくい。

上記（１５）の態様によれば、更に、照射部によって基準図形として照射された光が反射して認識部で検出されて眼球の一部を認識することにより、眼球における黒目の相対位置を検出し、運転者の顔の向きによらない視線方向を高精度に検出できる。また、上記（１５）の態様によれば、第１視線検出部の照射部及び認識部が車体上下方向に沿って配置されるので、第１視線検出部の照射部及び認識部を例えばフロントピラーに収まり良く配置できる。

上記（１６）及び（１７）の態様によれば、更に、また、第２視線検出部の照射部及び認識部が車幅方向又は車体上下方向に沿って配置される。そのため、例えば表示部の支持部や、車体前後方向においてステアリングホイールより前方で車幅方向に延びる各種部材の形状や仕様、設計時の制約条件等に合わせて、第２視線検出部の照射部及び認識部を前述の支持部や各種部材に収まり良く配置できる。

上記（１８）の態様によれば、更に、第１視線検出部の検出角度範囲と第２視線検出部の検出角度範囲とが車体上下方向に関して適度に且つ広く分布するので、視線方向の検出範囲が車体上下方向に関して広角であっても運転者の視線方向を高精度に検出できる。

上記（１９）の態様によれば、更に、運転者がミラーを見たか否かということの検出精度を高め、運転者に対して適切な運転支援を行うことができる。

図１は、運転者視線検出装置を搭載した車両の内部の平面図である。 図２は、運転者視線検出装置における視線方向の向きの算出方法を説明するための模式図である。 図３は、運転者視線検出装置を搭載した車両の内部の側面図である。 図４は、運転者視線検出装置を搭載した車両の内部を車両前後方向の後方から前方に向かって見た斜視図である。 図５は、運転者視線検出装置の図１とは別の実施形態を示す図であり、別の実施形態の運転者視線検出装置を搭載した車両の内部の平面図である。 図６は、運転者視線検出装置の図１とは別の実施形態を示す図であり、別の実施形態の運転者視線検出装置を搭載した車両の内部を車両前後方向の後方から前方に向かって見た斜視図である。

以下、本発明の運転者状態検出装置の実施形態について、図面を参照して説明する。

（第１実施形態）
図１に示すように、車両１００には、本発明の第１実施形態の運転者視線検出装置（運転者状態検出装置）１０−１が搭載される。運転者視線検出装置１０−１は、複数の視線検出部１２と、推定部３６と、を備える。運転者視線検出装置１０−１は、車両１００の運転者２００の視線方向２０２を推定する装置である。

視線方向２０２は、運転者２００の視点位置２０５を中心とした上面視での頭部の向きや回転角度に略関係なく、運転者２００の黒目２１２の向いている方向を意味する。例えば、視点位置２０５を中心とした上面視での運転者２００の頭部の向きが車体前後方向Ｘに向いていても、黒目２１２（図２参照）で運転者２００から見て右斜め前方を見ていれば、視線方向２０２は、視点位置２０５を通って車体前後方向Ｘに沿う中心線３００Ｃに対して、上面視で視点位置２０５を中心に時計周りに傾斜した方向になる。視点位置２０５については、例えば国際連合欧州経済委員会が定める規定（ＵＮ／ＥＣＥ−Ｒ４６）に基づいて定められる。

但し、視点位置２０５は、運転者２００が後述する運転席１４１に着座した状態で車幅方向Ｙ及び車体上下方向Ｚに関して運転者２００の両目の中心であってもよく、運転者２００の体格や車両１００の形状及び仕様等に応じて適宜決められる。運転者２００の頭部の位置を何らかの手段で測定し、運転者２００の両目の中央を視点位置２０５としてもよい。

視線検出部（状態検出部）１２は、少なくとも第１視線検出部（第１状態検出部）２１及び第２視線検出部（第２状態検出部）２２を含む。第１視線検出部２１と第２視線検出部２２とは、車幅方向Ｙにおいて運転者２００を挟んで配置されている。第１視線検出部２１及び第２視線検出部２２は、運転席１４１の後端よりも前方に配置され、更に車体前後方向Ｘにおいてステアリングホイール１１０より前方に配置されている。

第１視線検出部２１及び第２視線検出部２２を含む視線検出部１２はそれぞれ、運転者２００に対して基準図形２２０を照射する２つの照射部３１と、基準図形と運転者２００の眼球２１０の一部の画像を取得するカメラ３２と、画像解析部３５と、を備える。

照射部３１は、例えば赤外線を出射する発光ダイオード（ＬＥＤ）である。照射部３１は、照射する赤外線の向きを、視点位置２０５を中心とするヨー角の方向（即ち、方位角方向Ｒ）、車幅方向Ｙ及び車体上下方向Ｚのそれぞれに電子的、光学的、または機械的に首振り可能に構成されている。カメラ（認識部）３２は、例えば眼球２１０及び眼球２１０に照射された基準図形２２０を撮影可能なカメラであり、例えば赤外線カメラである。

黒目２１２の向いている方向を検出する際には、図２に示すように、眼球２１０には、照射部３１から眼に対して刺激の少ない赤外線による基準図形２２０が複数照射される。例えば、基準図形２２０は、例えば矩形であり、黒目２１２をまたいで車両方向Ｙに関して互いに間隔をあけて２つ照射される。

なお、赤外線の向きを変えながら、照射部３１によって赤外線の基準図形２２０を運転者２００の頭部に照射し、カメラ３２によって撮像された頭部画像に基準図形２２０が映っていることが認識される時点の赤外線の向きに基づいて、運転者２００の両目の位置が確認される。これに代えて（または、加えて）、カメラ３２とは異なるカメラを車両１００に設けて頭部画像を取得し、頭部画像の解析を行うことによって、運転者２００の両目の位置が確認されてもよい。

図３に示すように、赤外線は、照射部３１から、眼球２１０に向かって進むにしたがって上昇するように、斜め上方に向けて出射される。水平線に対する赤外線の仰角は、例えば１５°程度であり、カメラ３２の性能等を勘案して適宜設定されている。カメラ３２は、図２に示すように眼球２１０及び眼球２１０によって反射される基準図形２２０を撮影する。

画像解析部３５は、照射部３１及びカメラ３２との相対位置、運転者２００の目の位置等に基づいて所定のアルゴリズムを適用し、白目２１１と黒目２１２との境界位置を検出する。

図４に示す推定部３６は、第１視線検出部２１及び第２視線検出部２２の画像解析部３５でそれぞれ解析された白目２１１と黒目２１２との境界位置に基づいて運転者２００の視線方向２０２を推定する。具体的には、推定部３６は、白目２１１と黒目２１２との境界位置、眼球２１０上の基準図形２２０の形状の歪みから算出される眼球２１０の曲率等の情報に基づいて視線方向２０２を算出する。画像解析部３５は、推定部３６に内蔵されていてもよい。

第１視線検出部２１及び第２視線検出部２２はそれぞれ、長尺な支持部３４を備える。第１視線検出部２１及び第２視線検出部２２では、支持部３４の長手方向の中央部に照射部３１が配置され、照射部３１を挟んで支持部３４の長手方向の両端部にカメラ３２が配置されている。

図４に示すように、車両１００には、車幅方向Ｙにおいて運転者２００の側方に、窓枠部１２１，１２２を備えたドア１２５、１２６が設けられている。車幅方向Ｙに関して、窓枠部１２１、１２２の外側にサイドミラー（ミラー）１３１、１３２が配置されている。窓枠部１２１、１２２及びサイドミラー１３１、１３２は、ドア１２５、１２６の開閉に連動して移動する。

車体前後方向Ｘに関して、ドア１２５、１２６が閉じている状態で窓枠部１２１、１２２の前方に、車体上下方向Ｚに沿って延びるフロントピラー１１３、１１４が配置されている。第１視線検出部２１は、フロントピラー１１３に配置されている。第１視線検出部２１の延在方向は、フロントピラー１１３の延在方向と重なっている。即ち、第１視線検出部２１では、照射部３１及び２つのカメラ３２、３２が車体上下方向Ｚに沿って配置され、上側から下側に進むに従ってカメラ３２、照射部３１、カメラ３２がこの順に間隔をあけて配置されている。第１視線検出部２１の配線（図示略）は、フロントピラー１１３の内部に収められている。

車両１００は、運転時の運転者２００（図３では図示略）が着座する運転席１４１と、車幅方向Ｙに関して運転席１４１の側方に配置された助手席１４２と、を備える。第２視線検出部２２は、車幅方向Ｙにおいてステアリングホイール１１０より助手席１４２側の位置に配置されている。

車両１００は、趣向性画像、もしくは車内（車両１００の内部空間）の状況、もしくは周囲（車両の周囲）の状況を表示する表示部１５０を備える。表示部１５０は、例えばカーナビゲーションシステムや、車両用テレビの表示ディスプレイである。表示部１５０は、車幅方向Ｙに関しては運転席１４１と助手席１４２との間に、車体前後方向Ｘに関しては車両１００のダッシュボード１１６の最後部に、車体上下方向Ｚにおいてはステアリングホイール１１０の中央より上方且つ眼球２１０より下方に配置されている。表示部１５０は、ダッシュボード１１６と一体に設けられた支持部１１８によって支持されている。

矩形の表示部１５０に隣接して表示部１５０の外周に支持部１１８が露出している。図１及び図３に示すように、第２視線検出部２２は、車体前後方向Ｘから見て表示部１５０の上端縁に隣接する支持部１１８に設けられている。即ち、第２視線検出部２２は表示部１５０の周囲に設けられている。第２視線検出部２２では、照射部３１及び２つのカメラ３２、３２が車幅方向Ｙに沿って配置され、右側及び左側の一方から他方に進むに従ってカメラ３２、照射部３１、カメラ３２がこの順に間隔をあけて配置されている。第２視線検出部２２の配線（図示略）は、ダッシュボード１１６の内部に収められている。

図１に示すように、第１視線検出部２１の中心２３と視点位置２０５とを結ぶ第１線３００Ｒと第２視線検出部２２の中心２４と視点位置２０５とを結ぶ第２線３００Ｌとが上面視でなす角度（第１角度）θは、７０°以下であることが好ましく、６０°以上７０°以下であることがより好ましい。なお、中心２３は、第１視線検出部２１の照射部３１の中心と重なり、第１視線検出部２１の照射部３１の中心を意味する。中心２４は、第２視線検出部２２の照射部３１の中心と重なり、第２視線検出部２２の照射部３１の中心を意味する。角度θが７０°を超えると、第１視線検出部２１及び第２視線検出部２２における視線方向２０２の検出精度が低下する。

ここで、視点位置２０５を通って車体前後方向Ｘに延びる中心線３００Ｃを想定する。視点位置２０５を中心として第１線３００Ｒと中心線３００Ｃとが上面視でなす角度（第２角度）αと、視点位置２０５を中心として第２線３００Ｌと中心線３００Ｃとが上面視でなす角度（第３角度）βとは互いに異なっている。角度θが７０°であれば、一例として、角度αが３０°であり、角度βが４０°である。角度α、βの差は、２０°以下であることが好ましい。

第１視線検出部２１と第２視線検出部２２とは、車体前後方向Ｘにおいてオフセットして配置されている。つまり、車体前後方向Ｘにおいて、中心２３、２４は互いに異なる位置にあり、中心２３は中心２４より運転者２００に近い位置にある。車体前後方向Ｘにおける中心２３、２４の距離差は、カメラ３２の位置をふまえ、所定の距離以下であり、且つ、第１視線検出部２１の２つのカメラ３２，３２の撮影範囲がステアリングホイール等により遮られる部分が少なくなるように設定されることが好ましい。

図３に示すように、助手席１４２の前方には、所定のタイミングで展開するエアバッグ（助手席用エアバッグ）１６２が配置されている。図３には、展開状態のエアバッグ１６２が二点鎖線で示されている。第２視線検出部２２は、車幅方向Ｙにおいて、展開状態のエアバッグ１６２の最外端１６４より運転者２００に近い位置、即ちステアリングホイール１１０に近い位置に配置されている。

ステアリングホイール１１０の軸部１１２には、所定のタイミングで展開する運転席用のエアバッグ１６６が配置されている。展開状態のエアバッグ１６６は、図示されていないが、図３に示す展開状態のエアバッグ１６２を参照すればよい。図１を参照するとわかるように、第１視線検出部２１及び第２視線検出部２２は、車幅方向Ｙにおいて、第１線３００Ｒ及び第２線３００Ｌがステアリングホイール１１０の最外端１１１に遮られず、展開状態のエアバッグ１６６にも遮られないように、配置されている。

車体上下方向Ｚにおいて、第１視線検出部２１のカメラ３２と第２視線検出部２２のカメラ３２とはオフセットして配置されている。つまり、車体上下方向Ｚにおいて、第１視線検出部２１のカメラ３２と第２視線検出部２２のカメラ３２とは互いに異なる位置にある。第１視線検出部２１の下側のカメラ３２と第２視線検出部２２の運転者２００に近い方のカメラ３２との高低差は、所定の距離以下であり、且つ、第２視線検出部の２つのカメラ３２，３２の撮影範囲がステアリングホイール等により遮られる部分が少なくなるように設定されることが好ましい。

車体上下方向Ｚに関して、第１視線検出部２１のカメラ３２と第２視線検出部２２のカメラ３２とは、サイドミラー１３１、１３２の上端１３３と下端１３４との間に位置している。上端１３３と下端１３４との間には、少なくとも１つのカメラ３２が位置していることが好ましい。第１視線検出部２１では、車体上下方向Ｚにおいて照射部３１より下方に位置するカメラ３２のみが上端１３３と下端１３４との間に位置している。一方、第２視線検出部２２では、２つのカメラ３２が共に、上端１３３と下端１３４との間に位置している。

以上説明した第１実施形態の運転者視線検出装置１０−１によれば、少なくとも第１視線検出部２１と第２視線検出部２２が車幅方向Ｙにおいて上面視で運転者２００を挟むように配置されているため、従来のように視線検出装置等が車幅方向Ｙにおいて運転者２００と略重なるように設けられている場合に比べて視線方向２０２を高精度に検出できる。

第１実施形態の運転者視線検出装置１０−１によれば、第１視線検出部２１と第２視線検出部２２がステアリングホイール１１０の前方に配置されているため、運転者２００の運転操作が第１視線検出部２１と第２視線検出部２２によって妨げられにくく、円滑になる。

第１実施形態の運転者視線検出装置１０−１によれば、推定部３６によって第１視線検出部２１と第２視線検出部２２のそれぞれの検出結果を融合させる、あるいは第１視線検出部２１と第２視線検出部２２のうち信頼度の高い視線検出部の検出結果を採用することができる。このことにより、推定部３６を備えない場合に比べて、補正を第１視線検出部２１と第２視線検出部２２の特性や仕様をふまえて運転者の視線方向を正確且つ多角的に検出できる。例えば、第１視線検出部２１と第２視線検出部２２によって取得した画像情報から撮影素子等における収差の影響を除いた補正情報から信頼度の高い検出結果を採用できる。

第１実施形態の運転者視線検出装置１０−１によれば、第１視線検出部２１はフロントピラー１１３に配置されているので、運転者２００がサイドミラー１３１を見たか否かということを高精度に検出できる。また、第１実施形態の運転者視線検出装置１０−１によれば、第１視線検出部２１をフロントピラー１１３から突出させずに配置し、第１視線検出部２１の配線効率を高めることができる。

第１実施形態の運転者視線検出装置１０−１によれば、第２視線検出部２２は車幅方向Ｙにおいてステアリングホイール１１０より助手席１４２側の位置に配置されている。そのため、運転者２００の視線がステアリングホイール１１０によって遮られにくく、第２視線検出部２２の照射部３１からの赤外線がステアリングホイール１１０によって遮られること及び第２視線検出部２２のカメラ３２が眼球画像を撮影できないこと或いは眼球画像の一部が欠損することを防ぐことができる。このことによって、第２視線検出部２２の照射部３１からの赤外線を眼球２１０に良好に届け、カメラ３２によって眼球２１０及び基準点を良好に撮影し、視線方向２０２を高精度に検出できる。

第１実施形態の運転者視線検出装置１０−１によれば、第２視線検出部２２は車体前後方向Ｘから見て支持部１１８の上端部（表示部の周囲）に設けられているので、運転者２００が表示部１５０を見たか否かということを高精度に検出できる。また、第１実施形態の運転者視線検出装置１０−１によれば、第２視線検出部２２を支持部１１８から突出させずに配置し、第２視線検出部２２の配線効率を高めることができる。

第１実施形態の運転者視線検出装置１０−１によれば、第２視線検出部２２が車幅方向Ｙに関して運転席１４１と助手席１４２との間に配置されている。そのため、運転者２００の視線がステアリングホイールや助手席に着座する搭乗者等によって遮られにくく、視線方向２０２を高精度に検出できる。また、第１実施形態の運転者視線検出装置１０−１によれば、運転席１４１と助手席１４２との間で、車幅方向Ｙに関して表示部１５０や操作部等と共通の広い設置スペース内に第２視線検出部２２を配置でき、第２視線検出部２２の設置スペースを確保しやすくなる。

第１実施形態の運転者視線検出装置１０−１によれば、角度θは６０°以上７０°以下であるため、方位角方向Ｒに関して、従来のように１台の視線検出部を備える場合に比べて、第１視線検出部２１及び第２視線検出部２２による視線方向２０２の検出可能な全範囲を広く確保できる。

第１実施形態の運転者視線検出装置１０−１によれば、角度α、βが互いに異なるため、方位角方向Ｒにおいて、第１視線検出部２１の検出角度範囲と第２視線検出部２２の検出角度範囲とを適度に且つ無駄なく方位角方向Ｒに分布させることができる。第１視線検出部２１及び第２視線検出部２２の検出角度範囲を方位角方向Ｒにおいて工夫して活用することにより、視線方向２０２の検出範囲が方位角方向Ｒにおいて広くても、視線方向２０２を広角且つ高精度に、方位角方向Ｒに均等に検出できる。

第１実施形態の運転者視線検出装置１０−１によれば、第１視線検出部２１と第２視線検出部２２とは車体前後方向Ｘにおいてオフセットして配置されているので、車体前後方向Ｘにおいて、第１視線検出部２１の検出角度範囲と第２視線検出部２２の検出角度範囲とを適度に且つ無駄なく広く分布させることができる。第１視線検出部２１及び第２視線検出部２２の検出角度範囲を車体前後方向Ｘにおいて工夫して活用することにより、視線方向２０２の検出範囲が車体前後方向Ｘにおいて広く、視線方向２０２を高精度且つ車体前後方向Ｘにおいて均等に検出できる。

第１実施形態の運転者視線検出装置１０−１によれば、第２視線検出部２２は車幅方向Ｙにおいて展開状態のエアバッグ１６２の最外端１６４より運転者２００に近い位置に配置されている。そのため、エアバッグ１６２が展開したときであっても、運転者２００の視線が展開状態のエアバッグ１６２によって遮られることなく、第２視線検出部２２に届くと共に、第２視線検出部２２の照射部３１からの赤外線を眼球２１０に良好に届け、カメラ３２によって眼球２１０及び基準図形を良好に撮影し、視線方向２０２を高精度に検出できる。

第１実施形態の運転者視線検出装置１０−１によれば、視線検出部１２はそれぞれ、照射部３１及びカメラ３２を備える。そのため、視線検出部１２によって運転者２００の眼球２１０における黒目２１２の位置を高精度に検出し、運転者２００の顔の向きによらない視線方向２０２を正確に検出できる。

第１実施形態の運転者視線検出装置１０−１によれば、第１視線検出部２１の照射部３１及びカメラ３２を車体上下方向Ｚに沿ってフロントピラー１１３等に収まり良く配置できる。

第１実施形態の運転者視線検出装置１０−１によれば、第２視線検出部２２の照射部３１及びカメラ３２を車幅方向Ｙに沿って支持部１１８の上端部や下端部に収まり良く配置できる。

第１実施形態の運転者視線検出装置１０−１によれば、第１視線検出部２１のカメラ３２と第２視線検出部２２のカメラ３２とは車体上下方向Ｚにおいてオフセットして配置されているので、車体上下方向Ｚにおいて、第１視線検出部２１の検出角度範囲と第２視線検出部２２の検出角度範囲とを適度に且つ無駄なく広く分布させることができる。第１視線検出部２１及び第２視線検出部２２の検出角度範囲を車体上下方向Ｚにおいて工夫して活用することにより、視線方向２０２の検出範囲が車体上下方向Ｚにおいて広く、視線方向２０２を高精度且つ車体上下方向Ｚにおいて均等に検出できる。

第１実施形態の運転者視線検出装置１０−１によれば、第１視線検出部２１のカメラ３２と第２視線検出部２２のカメラ３２とが車体上下方向Ｚにおいてサイドミラー１３１、１３２の上端１３３と下端１３４との間に位置しているので、運転者２００がサイドミラー１３１を見たか否かということを高精度に検出でき、運転者２００に対して適切な運転支援を行うことができる。

（第２実施形態）
次いで、本発明の第２実施形態の運転者視線検出装置（運転者状態検出装置）１０−２について説明する。以下では、運転者視線検出装置１０−１と共通する運転者視線検出装置１０−２の構成の説明は省略し、運転者視線検出装置１０−１とは異なる運転者視線検出装置１０−２の構成を説明する。図５及び図６では、運転者視線検出装置１０−１と共通する運転者視線検出装置１０−２の各構成には、対応する運転者視線検出装置１０−１と同じ符号を付す。

図５及び図６に示すように、運転者視線検出装置１０−２では、第２視線検出部２２は、車体前後方向Ｘから見て、表示部１５０の周囲に、且つ表示部１５０の右側の側端縁に隣接する支持部１１８に設けられている。第２視線検出部２２では、照射部３１及び２つのカメラ３２、３２が車体上下方向Ｚに沿って配置され、上側から下側に進むに従ってカメラ３２、照射部３１、カメラ３２がこの順に間隔をあけて配置されている。

運転者視線検出装置１０−２では、角度θは、７０°以下であることが好ましく、６０°以上７０°以下であることがより好ましく、６０°であることが更に好ましい。また、角度α、βは、互いに等しい。角度θが６０°であれば、角度α、βは、共に３０°である。但し、角度α、β同士の差が例えば１°程度であって、カメラ３２の撮影時の画像の取得条件、歪み等が視線方向２０２の推定又は検出に影響しない程度であれば、角度α、βが互いに等しい状態とみなす。

以上説明した第２実施形態の運転者視線検出装置１０−２によれば、運転者視線検出装置１０−１と共通する構成に関して、運転者視線検出装置１０−１と同様の作用効果が得られる。

また、第２実施形態の運転者視線検出装置１０−２によれば、第２視線検出部２２は車体前後方向Ｘから見て支持部１１８の側端部（表示部の周囲）に設けられているので、第１実施形態の運転者視線検出装置１０−１と同様に、運転者２００が表示部１５０を見たか否かということを高精度に検出できる。また、第２実施形態の運転者視線検出装置１０−２によれば、第２視線検出部２２を支持部１１８から突出させずに配置し、第２視線検出部２２の配線効率を高めることができる。

更に、第２実施形態の運転者視線検出装置１０−２によれば、車体前後方向Ｘから見て、第２視線検出部２２の中心２４が表示部１５０の中心から運転者２００側にオフセットされるので、運転者２００が表示部１５０を見たか否かということを、第２視線検出部２２が支持部１１８の上端部に設けられる場合に比べて容易に検出できる。また、第２実施形態の運転者視線検出装置１０−２によれば、第２視線検出部２２が支持部１１８の上端部に設けられる場合に比べて、車幅方向Ｙに関して第２視線検出部２２をエアバッグ１６２から離して配置できる。

また、第２実施形態の運転者視線検出装置１０−２によれば、角度α、βが互いに等しいため、中心線３００Ｃを中心に、第１視線検出部２１及び第２視線検出部２２の検出視野の精度を左右で同程度にすることができる。更に、第１視線検出部２１及び第２視線検出部２２の検出角度範囲を方位角方向Ｒにおいて工夫して活用することにより、視線方向２０２の検出範囲が方位角方向Ｒにおいて広くても、視線方向２０２を広角且つ高精度に、方位角方向Ｒに均等に検出できる。

更に、第２実施形態の運転者視線検出装置１０−２によれば、第２視線検出部２２の２つのカメラ３２、３２が車体上下方向Ｚに沿って配置され、角度α、βが互いに等しいため、車体上下方向Ｚに関する視線方向２０２の検出精度を高めることができる。このことによって、例えば運転者２００がサイドミラー１３１を見ているのか、サイドミラー１３１の上方の背景や通行者等を見ているのか、ということを区別し、視線方向２０２の検出精度を高めることができる。

以上、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は上述の実施形態に限定されない。本発明は、特許請求の範囲内に記載された本発明の要旨の範囲内において、変更可能である。

例えば、第１視線検出部２１の照射部３１及びカメラ３２は、フロントピラー１１３の所定の領域に、車体上下方向Ｚに沿って直接埋設されていてもよい。同様に、第２視線検出部２２の照射部３１及びカメラ３２は、表示部１５０の上端縁に隣接する支持部１１８に、車幅方向Ｙに沿って直接埋設されていてもよい。

例えば、表示部１５０は支持部１１８に対して着脱可能であってもよい。例えば、表示部１５０として、支持部１１８にスマートフォンを設置してもよい。その場合、第２視線検出部２２がスマートフォンによって隠れずに、車体前後方向Ｘに沿って後方から前方に向かって見たときに露出するように配置されていればよい。また、支持部１１８は、ダッシュボード１１６の内部に収容可能に構成されていてもよい。

例えば、第２視線検出部２２は、表示部１５０の上端縁以外の側端縁や下端縁に隣接する、又は側端縁や下端縁の近傍の支持部１１８に設けられていてもよい。第２視線検出部２２が表示部１５０の側端縁の周囲の支持部１１８に設けられる場合は、第２視線検出部２２の照射部３１及びカメラ３２は、車体上下方向Ｚに沿って互いに間隔をあけて配置される。第２視線検出部２２が表示部１５０の下端縁の周囲の支持部１１８に設けられる場合は、第２視線検出部２２の照射部３１及びカメラ３２は、上述の実施形態と同様に車幅方向Ｙに沿って互いに間隔をあけて配置される。

例えば、第２視線検出部２２は、支持部１１８以外のダッシュボード１１６や車両１００の部材に配置されていてもよく、車幅方向Ｙにおける運転席１４１と助手席１４２との間の操作部に配置されていてもよい。その場合は、操作部の各種操作部材との相対配置を勘案して、第２視線検出部２２の照射部３１及びカメラ３２は、これらの配線効率を低下させずに済む領域に、車幅方向Ｙ又は車体上下方向Ｚにおいて互いに間隔をあけて配置される。

また、視線検出部１２は、必ずしも２つの照射部３１及び１つのカメラ３２を備えるものに限定されず、運転者２００の頭部の回転や向きによらず視線方向２０２を検出可能であれば特に限定されない。例えば、視線検出部１２は、１つの照射部３１及び１つのカメラ３２を備えていてもよく、視線方向２０２を検出可能であればカメラ３２のみを備えていてもよい。

加えて、視線検出部１２では、カメラ３２により黒目２１２の部分を撮影して検出すると共に、黒目２１２と目における黒目２１２以外の部分等との距離を測定することにより、カメラ３２で取得された画像のみで視線方向２０２を検知可能であってもよい。即ち、視線検出部１２は、カメラ３２のみを備えてもよい。

また、上述の第１実施形態及び第２実施形態では、運転者状態検出装置として、運転者２００の視線方向２０２を検出可能な運転者視線検出装置１０−１、１０−２を例示したが、本発明の運転者状態検出装置は運転者視線検出装置に限定されない。運転者視線検出装置以外の本発明の運転者状態検出装置として、例えば、運転者２００の頭部の向きを検出可能な装置、運転者２００の頭部の振動速度、振動方向を検出可能な装置が挙げられる。運転者２００の頭部の向きを検出可能な装置、運転者２００の頭部の振動速度、振動方向を検出可能な装置は、運転者視線検出装置１０−１、１０−２と同様の構成を備えることができる。その場合、視線検出部１２、第１視線検出部２１、第２視線検出部２２をそれぞれ状態検出部、第１状態検出部、第２状態検出部とし、各状態検出部に運転者２００の頭部の向きを検出する機能、又は運転者２００の頭部の振動速度、振動方向を検出する機能を付与すればよい。具体的には、カメラ３２、画像解析部３５及び推定部３６に、運転者２００の頭部の向きを検出する機能、又は運転者２００の頭部の振動速度、振動方向を検出する機能を付与すればよい。

運転者２００の頭部の向きを検出可能な運転者状態検出装置によれば、例えば運転者２００が前方正面やサイドミラー１３１を見ていない時間の長さを測定し、わき見運転を高精度且つ早期に発見又は予見できる。運転者２００の頭部の振動速度、振動方向を検出可能な運転者状態検出装置によれば、例えば運転者２００の運転への集中度、運転者２００の興奮度等を高精度に検出できる。これらの運転者状態検出装置では、検出結果に基づいて、運転者２００に対して適切な運転支援を行うことができる。

１０−１、１０−２ 運転者視線検出装置
１２ 視線検出部（状態検出部）
２１ 第１視線検出部（第１状態検出部）
２２ 第２視線検出部（第２状態検出部）
３６ 推定部
１００ 車両
１１０ ステアリングホイール
２００ 運転者
２０２ 視線方向
Ｘ 車体前後方向
Ｙ 車幅方向
Ｚ 車体上下方向

Claims (19)

1. 車両の運転者の状態を検出する第１状態検出部及び第２状態検出部を含む少なくとも２つの状態検出部と、
   前記第１状態検出部と前記第２状態検出部とは、車幅方向に関して前記運転者を挟む位置に配置され、
   前記第１状態検出部及び前記第２状態検出部は、運転席後端よりも前方に配置されている、
   運転者状態検出装置。
2. 前記状態検出部は前記運転者の視線方向を検出する第１視線検出部及び第２視線検出部を含む少なくとも２つの視線検出部である、
   請求項１記載の運転者状態検出装置。
3. 前記第１視線検出部及び前記第２視線検出部は、ステアリングホイールよりも前方に配置されている、
   請求項２記載の運転者状態検出装置。
4. 前記視線検出部の検出結果に基づいて、前記運転者の視線方向を推定する推定部を備える請求項２又は３に記載の運転者状態検出装置。
5. 前記車両には、
   前記運転者の側方に窓枠部が配置され、
   前記車幅方向に関する前記窓枠部の外側にミラーが配置され、
   前記窓枠部の前方に、車体上下方向に延びるフロントピラーが配置され、
   前記第１視線検出部は前記フロントピラーに配置されている、
   請求項２から４のいずれか一項に記載の運転者状態検出装置。
6. 前記車両は、
   前記運転者が着座する運転席と、
   前記運転席の側方に配置された助手席と、
   を備え、
   前記第２視線検出部は前記車幅方向に関してステアリングホイールより前記助手席側の位置にされている、
   請求項２から５のいずれか一項に記載の運転者状態検出装置。
7. 前記車両は、趣向性画像、前記車両の内部空間の状況、もしくは前記車両の周囲の状況を表示する表示部を備え、
   前記第２視線検出部は前記表示部の周囲に設けられている、
   請求項２から６のいずれか一項に記載の運転者状態検出装置。
8. 前記表示部は、前記車幅方向に関して前記運転席と前記助手席との間に配置されている、
   請求項７に記載の運転者状態検出装置。
9. 前記第１視線検出部の中心と前記運転者の視点位置とを結ぶ第１線と前記第２視線検出部の中心と前記視点位置とを結ぶ第２線とが上面視でなす第１角度は７０°以下である、
   請求項２から８のいずれか一項に記載の運転者状態検出装置。
10. 前記第１角度は６０°以上である、
    請求項９に記載の運転者状態検出装置。
11. 前記視点位置を中心として前記第１線と前記視点位置を通って車体前後方向に延びる中心線とが上面視でなす第２角度と、前記第２線と前記中心線とが上面視でなす第３角度とは互いに異なる、
    請求項９又は１０に記載の運転者状態検出装置。
12. 前記視点位置を中心として前記第１線と前記視点位置を通って車体前後方向に延びる中心線とが上面視でなす第２角度と、前記第２線と前記中心線とが上面視でなす第３角度とは互いに等しい、
    請求項９又は１０に記載の運転者状態検出装置。
13. 前記第１視線検出部と前記第２視線検出部とは車体前後方向に関してオフセットして配置されている、
    請求項２から１２のいずれか一項に記載の運転者状態検出装置。
14. 車体前後方向に関して前記助手席の前方には所定のタイミングで展開する助手席用エアバッグが配置され、
    前記第２視線検出部は前記車幅方向に関して展開状態の前記助手席用エアバッグの最外端より前記運転者側の位置に配置されている、
    請求項６から１３のいずれか一項に記載の運転者状態検出装置。
15. 前記視線検出部はそれぞれ、
    前記運転者に対して基準点を照射する照射部と、
    前記基準点と前記運転者の眼球の一部とを認識する認識部と、
    を備え、
    前記第１視線検出部では前記照射部及び前記認識部が車体上下方向に沿って配置されている、
    請求項２から１４のいずれか一項に記載の運転者状態検出装置。
16. 前記第２視線検出部では前記照射部及び前記認識部が前記車幅方向に沿って配置されている、
    請求項１５に記載の運転者状態検出装置。
17. 前記第２視線検出部では前記照射部及び前記認識部が前記車体上下方向に沿って配置されている、
    請求項１５に記載の運転者状態検出装置。
18. 前記第１視線検出部の前記認識部と前記第２視線検出部の前記認識部とは前記車体上下方向に関してオフセットして配置されている、
    請求項１５から１７のいずれか一項に記載の運転者状態検出装置。
19. 前記第１視線検出部の前記認識部と前記第２視線検出部の前記認識部とは前記車体上下方向に関して前記ミラーの上端と下端との間に位置している、
    請求項１５から１８のいずれか一項に記載の運転者状態検出装置。

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