JP2021107215A - インテリジェントヘルメット用の装置及び警告システム - Google Patents

Abstract

【課題】モータサイクルなどのサドル乗車型車両のライダにヘルメットの使用に関する情報を提供するためのシステムが提供される。【解決手段】カメラが、サドル乗車型車両に取り付けられ、かつ、ライダに面し、かつ、車両のライダを監視し、かつ、ライダの画像データを収集する。ＧＰＳシステムが、サドル乗車型車両の位置を検出するように構成されている。コントローラは、カメラ及びＧＰＳシステムと通信する。このコントローラは、カメラからライダの画像を受信し、ライダの画像データに基づいて、ライダがヘルメットを着用しているかどうかを特定し、サドル乗車型車両の特定された位置に基づいて変更されるヘルメット着用インジケータをライダに出力するように構成されている。【選択図】図２

Description

本開示は、モータサイクル若しくはダートバイクなどの二輪車、三輪車、又は、全地形対応車などの四輪車への乗車中に利用されるようなインテリジェントヘルメットに関する。

モータサイクルなどの動力付き二輪車（ＰＴＷ）のライダの継続的な監視は、リソースの制約、パッケージの制約、及び、ＰＴＷの他の制限のために、困難な場合がある。これらの制約並びに環境及び設計の相違のために、標準的な自動車／乗用車の安全システムをＰＴＷに転用することができない場合がある。

ＰＴＷは、アダプティブクルーズコントロールやブラインドスポット検出などの種々の機能によって支援する先進的ライダ支援システム（Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｒｉｄｅｒ Ａｓｓｉｓｔａｎｃｅ Ｓｙｓｔｅｍ；ＡＲＡＳ）を含む場合があり、このＡＲＡＳシステムは、主にＰＴＷのデータを生成し、ライダのための安全性を向上させるためにライダに警告インジケータを提供するために利用される可能性がある。

概要
一実施形態によれば、サドル乗車型車両のライダにヘルメットの使用に関する情報を提供するためのシステムが提供される。このシステムは、サドル乗車型車両に取り付けられかつライダに面しかつ車両のライダを監視しかつライダの画像データを収集するように構成されたカメラと、サドル乗車型車両の位置を検出するように構成されたＧＰＳシステムと、カメラ及びＧＰＳシステムと通信するコントローラとを備える。このコントローラは、カメラからライダの画像を受信し、ライダの画像データに基づいて、ライダがヘルメットを着用しているかどうかを特定し、ＧＰＳシステムからサドル乗車型車両の位置を受信し、ライダがヘルメットを着用しているかどうかと、サドル乗車型車両の位置とに基づいて変更されるヘルメット着用インジケータをライダに出力するように構成されている。

他の実施形態においては、サドル乗車型車両は、サドル乗車型車両のライダを監視しかつライダの画像データを収集するように構成されたライダ向けカメラと、サドル乗車型車両の位置を検出するように構成されたＧＰＳシステムと、車両情報をライダに表示するように構成されたヒューマンマシンインタフェース（ＨＭＩ）と、種々の場所におけるヘルメット未着用に対する罰則に関する情報を含むヘルメット安全データベースと通信するコントローラとを備え、コントローラは、ライダの画像データに基づいて、ライダがヘルメットを着用していないことを特定し、ライダがヘルメットを着用していないことに応じて、サドル乗車型車両の位置に基づき変更される警告をＨＭＩ上に出力するように構成されている。

他の実施形態においては、非一時的コンピュータ可読媒体は、命令を格納しており、当該命令は、コンピュータプロセッサによって実行されるときに当該コンピュータプロセッサに、サドル乗車型車両シートと通信し、当該サドル乗車型車両シートに加えられた応力を示す応力センサから応力データを受信することと、サドル乗車型車両のライダを監視するように構成されたライダ向けカメラからライダの画像データを受信することと、閾値を超える応力に応じて、ライダがシート上に着座していることを特定することと、ライダがシート上に着座しているという特定に応じて、ライダの画像データを事前トレーニングされたモデルと比較することと、ライダの画像データと事前トレーニングされたモデルとの比較に基づき変更されるヘルメット着用インジケータをヒューマンマシンインタフェース（ＨＭＩ）に出力することとを実行させる。

例えばモータサイクルなどのサドル乗車型車両用のシステム設計の例を示した図である。 例えばサドル乗車型車両の運転者にヘルメット未着用の警告を提供するためのシステム２００のブロック図である。 コントローラによって実行されるライダ検出器動作のフローチャートの一実施形態を示した図である。 コントローラによって実行されるヘルメット検出動作のフローチャートの一実施形態を示した図である。 コントローラによって実行される安全検証動作のフローチャートの一実施形態を示した図である。 運転者に種々の警告を提供するためにコントローラによって実行される２段階インジケータ用のフローチャートの一実施形態を示した図である。 例えば運転者又はライダのヘルメットが未着用の場合に運転者に提供される強度のインジケータの一例を示した図である。 例えば運転者若しくはライダのヘルメットが着用されているが適切に着用されていない場合、又は、運転者若しくはライダがそのような行動が違法ではない場所でヘルメットを着用していない場合に、運転者に提供される軽度のインジケータの一例を示した図である。

詳細な説明
本開示の実施形態は、本明細書に記載されている。しかしながら、開示された実施形態は単なる例示にすぎず、他の実施形態においては、種々の代替形態を取ることができる点を理解されたい。図面は、必ずしも縮尺どおりではない。一部の特徴は、特定のコンポーネントの詳細を表示するために誇張又は最小化されている場合がある。従って、本明細書に開示される特定の構造的及び機能的詳細は、限定として解釈されるのではなく、むしろ、種々の実施形態の使用を当業者に教示するための単なる代表的な基礎例として解釈されるべきである。当業者には理解されるように、図面のいずれか１つを参照して示され説明された種々の特徴は、１つ又は複数の他の図面に示された特徴と組み合わせることによって、明示的に図示又は記載されていない実施形態を生成することが可能である。図示の特徴の組合せは、典型的な用途のための代表的な実施形態を提供する。ただし、本開示の教示と一致する特徴の種々の組合せ及び変更が、特定の用途又は実装のために要求される場合がある。

本開示は、ヘルメット及びサドル乗車型車両に言及している。この「サドル乗車型車両」とは、典型的にはモータサイクルを指すが、典型的には運転者がサドルに着座し、典型的にはライダ保護用のキャビンが存在しないことからヘルメットが着用される任意のタイプの自動車も含み得ることを理解されたい。これには、モータサイクル以外にダートバイク又はスクータなどの他の動力付き二輪車（ＰＴＷ）も含まれる。また、これには、動力付き三輪車、又は、全地形対応車（ＡＴＶ）などの動力付き四輪車も含まれる。特に、モータサイクルに対する任意の言及は、特段の明記がない限り、任意の他のサドル乗車型車両にも適用可能である。

ヘルメットは、モータサイクルにおける安全性を向上させる予防策であり、シートベルトは、他の車両における安全性を向上させる予防策である。高速道路交通安全事業団（ＮＨＴＳＡ）によると、ヘルメットは、モータサイクルのライダに対する致命傷を防止するために３７％の効果があり、モータサイクル同乗者（後部座席ライダ）に関しては４１％の効果がある。しかしながら、ＮＨＴＳＡによると、２０１８年においては、モータサイクルのライダの７１％のみがヘルメットを使用し、２０１６年においては、モータサイクルの事故による死亡者の４１％近くが、ヘルメットを着用していなかったライダに関係している。ヘルメットによってライダにもたらされる安全性のために、多くの州や国は、総ての運転者と総ての後部座席ライダに対してヘルメットを義務付けている。それでもなお、ライダは、ヘルメットを避け、安全法を遵守しないことがある。

ヘルメットの使用を監視するための既存のアプローチは、交通を監視し、さらに、ヘルメットが着用されているかどうかを特定するために、道路脇のカメラの使用を含む。また、他のヘルメット警告システムは、ヘルメットが着用されているかどうかを特定するために、ヘルメットに取り付けられたセンサの使用を含む。ただし、ヘルメット上に付加的なセンサを備えることは、ヘルメットのコストを増加させ、市場において入手可能な既存のヘルメットを用いた使用は、不可能である。

従って、本明細書に開示される実施形態によれば、サドル乗車型車両の運転者にヘルメットの使用に関するステータス情報を提供するシステムが開示されている。このシステムは、運転者と後部座席ライダとがヘルメットを適切に着用していることを確認するために、適時の警告を運転者に直接提供することができる。このシステムには、既存のヘルメットに何らかの変更を加えることなく、サドル乗車型車両自体に取り付けられた１つ又は複数のセンサと処理ユニットとが含まれる。換言すれば、センサ又は処理ユニットをヘルメット自体に適合させ又は装着する必要がないため、システムは、市場にある既存のヘルメットと共に動作し得る。システムによって提供される情報を用いることにより、ライダに例えば視覚型、聴覚型又は触覚型インジケータを使用して、運転者又はライダがヘルメットを着用していないことを警告することができる。

図１は、モータサイクルなどのサドル乗車型車両１０２用のシステム設計１００の例である。このサドル乗車型車両１０２は、１つ又は複数のライダカメラ１０４を含み得る。各ライダカメラ１０４は、サドル乗車型車両の前方に向けることができ、さらに、後方に面することができるので、各ライダカメラ１０４は、それぞれのライダを見ることができる。例えば、１つのライダカメラが運転者に面するように提供され、さらに他のライダカメラが運転者の後ろにいる後部座席ライダに面するように提供されるものとしてよい。他の実施形態においては、１つのライダカメラは、角度（例えばオフセット）を付けて配置することができ、それによって、運転者及び後部座席ライダの両方を見ることができる。ライダカメラ１０４は、ライダの画像又はビデオをキャプチャするために利用されるものとしてよく、これらは、順次、ライダの種々の身体部分又は運動を識別するなどの種々の計算に利用される。

サドル乗車型車両１０２は、慣性計測ユニット（ＩＭＵ）１０６を含み得る。このＩＭＵ１０６は、サドル乗車型車両１０２のヘッドライト又は他の類似の領域などの前面に搭載されるものとするとよく又はその他の方法により取り付けられるものとしてよい。ＩＭＵ１０６は、サドル乗車型車両１０２の運動の理解のために利用され得る慣性データを収集することができる。例えば、ＩＭＵ１０６は、３軸加速度計、４軸加速度計、５軸加速度計、６軸加速度計などの多軸加速度計であるものとしてもよいし、それらを含むものとしてもよい。ＩＭＵ１０６は、基準点に対して相対的なサドル乗車型車両の位置及びその方向性を特定するために（以下において説明する）プロセッサ又はコントローラと共に動作することができる。

サドル乗車型車両１０２は、１つ又は複数のシートセンサ１０８を含み得る。運転者のシートは、１つ又は複数のシートセンサを備えるものとしてよく、また、後部シート（後部座席）（そのようなシートが提供されている場合）を備えるものとしてよい。シートセンサ１０８は、シート上に配分される応力に関する信号を（以下において説明する）プロセッサ又はコントローラに出力するためにシート自体の内部に配置された応力センサを含み得る。応力が閾値を超えた場合、プロセッサ又はコントローラは、人がシート上に着座していることを推測することができる。他の実施形態においては、カメラ（カメラ１０４など）がシートセンサであるものとしてもよく、その場合、プロセッサ又はコントローラは、カメラから１つ又は複数の画像を受信し、その画像を種々のデータベースと比較することができる。例えば、一方のデータベースは、運転者がシート上にいないときに現れるシートの画像を提供することができ、他方のデータベースは、運転者がシート上にいるときに現れるシートの画像を提供することができる。プロセッサ又はコントローラは、画像を受信し、この画像をデータベースと比較し、この比較に基づいて運転者がシート上に着座しているかどうかを検出することができる。データベースは、サドル乗車型車両の製造業者によって事前に配置されるものとしてよい。シートセンサ１０８は、応力センサとカメラとの組合せを含み得る。一実施形態においては、プロセッサ又はコントローラは、応力センサ及びカメラの両方がそのような標示を行った場合、シート上に人が着座していることを特定する。

サドル乗車型車両１０２は、電子制御ユニット（ＥＣＵ）１１０も含む。このＥＣＵは、より一般的にはコントローラと称される場合があり、それらは、例えば、種々のデバイス（例えば、ライダカメラ、ＩＭＵ、及び、シートセンサなど）から情報を受信し、情報を処理し、命令をヒューマンマシンインタフェース又は触覚型フィードバックシステムに出力することができる任意のコントローラであるものとしてよい。本開示においては、「コントローラ」及び「システム」という用語は、コードを実行するプロセッサハードウェア（共有、専用又はグループ）及びプロセッサハードウェアによって実行されるコードを格納するメモリハードウェア（共有、専用又はグループ）を指し、又は、その一部であるもの若しくは含むものとすることができる。コードは、本明細書において説明されるコントローラ及びシステムの機能を提供するように構成されている。一例においては、コントローラは、プロセッサ、メモリ及び不揮発性ストレージを含み得る。プロセッサは、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、デジタル信号プロセッサ、マイクロコンピュータ、中央処理ユニット、フィールドプログラマブルゲートアレイ、プログラマブルロジックデバイス、ステートマシン、ロジック回路、アナログ回路、デジタル回路、又は、メモリ内に常駐するコンピュータ実行可能命令に基づいて（アナログ若しくはデジタル）信号を操作する任意の他のデバイスから選択される１つ若しくは複数のデバイスを含み得る。メモリは、ランダムアクセスメモリ（「ＲＡＭ」）、揮発性メモリ、不揮発性メモリ、スタティックランダムアクセスメモリ（「ＳＲＡＭ」）、ダイナミックランダムアクセスメモリ（「ＤＲＡＭ」）、フラッシュメモリ、キャッシュメモリ、又は、情報を格納し得る任意の他のデバイスを含むがこれらには限定されない単一のメモリデバイス若しくは複数のメモリデバイスを含み得る。不揮発性ストレージは、ハードドライブ、光学ドライブ、テープドライブ、不揮発性ソリッドステートデバイス、又は、情報を恒久的に保存し得る任意の他のデバイスなどの１つ若しくは複数の恒久的データストレージデバイスを含み得る。プロセッサは、メモリに読み込まれ、不揮発性ストレージ内に常駐する１つ又は複数のソフトウェアプログラムを実施するコンピュータ実行可能命令を実行するように構成されるものとしてよい。不揮発性ストレージ内に常駐するプログラムは、オペレーティングシステム又はアプリケーションを含み又はその一部であるものとしてもよく、さらに、Ｊａｖａ、Ｃ、Ｃ＋＋、Ｃ＃、Ｏｂｊｅｃｔｉｖｅ Ｃ、Ｆｏｒｔｒａｎ、Ｐａｓｃａｌ、Ｊａｖａ Ｓｃｒｉｐｔ、Ｐｙｔｈｏｎ、Ｐｅｒｌ及びＰＬ／ＳＱＬの単独又はそれらの組合せを含むがこれらには限定されない種々のプログラミング言語及び／又はテクノロジを使用して作成されたコンピュータプログラムからコンパイル又は解釈されるものとしてもよい。コンピュータ実行可能プログラムの命令は、本明細書においてより完全に説明されるように、プロセッサによる実行時に、ライダのヘルメットが着用されていないこと又は安全性が適切ではないことの特定に基づいて、ライダに提供される視覚型、聴覚型又は触覚型フィードバックを発生させるように構成されるものとしてよい。

本明細書に記載されている本対象の実装及び動作は、デジタル電子回路において、又は、本明細書に開示されている構造及びそれらの構造的等価物を含む有形媒体、ファームウェア又はハードウェア上で実施されるコンピュータソフトウェアにおいて、又は、それらの１つ若しくは複数の組合せにおいて実行することができる。本明細書に記載されている本対象の実装は、有形媒体上において、即ち、データ処理装置による実行のために又はデータ処理装置の動作を制御するために、１つ若しくは複数のコンピュータ記憶媒体上で符号化されたコンピュータプログラム命令の１つ若しくは複数のモジュール上で実施される１つ若しくは複数のコンピュータプログラムとして実行することができる。コンピュータ記憶媒体は、コンピュータ可読記憶デバイス、コンピュータ可読記憶基板、ランダム若しくはシリアルアクセスメモリアレイ又はデバイス、又は、それらの１つ若しくは複数の組合せであるもの又はそれらに含まれるものとすることができる。また、コンピュータ記憶媒体は、１つ若しくは複数の別個のコンポーネント又は媒体（例えば、複数のＣＤ、ディスク、又は、他の記憶デバイス）であるもの又はそれらに含まれるものとすることができる。コンピュータ記憶媒体は、有形かつ非一時的であるものとしてよい。

（プログラム、ソフトウェア、ソフトウェアアプリケーション、スクリプト又はコードとしても既知である）コンピュータプログラムは、コンパイルされた言語、解釈された言語、宣言言語及び手続き型言語を含む任意の形式のプログラミング言語で記述することができ、さらに、コンピュータプログラムは、スタンドアロンプログラムとして、又は、モジュール、コンポーネント、サブルーチン、オブジェクト又はコンピューティング環境における使用に適した他のユニットとしてなどを含む任意の形式において、展開することができる。コンピュータプログラムは、ファイルシステム内のファイルに対応することができるが、必ずしも対応する必要はない。プログラムは、他のプログラム若しくはデータを保持するファイルの一部（例えば、マークアップ言語ドキュメントに保存された１つ又は複数のスクリプト）、問合せプログラム専用の単一のファイル、又は、複数の調整されたファイル（例えば、１つ若しくは複数のモジュール、ライブラリ、サブプログラム又はコードの一部を格納するファイル）に格納することができる。コンピュータプログラムは、１つのコンピュータ上において、又は、１つのサイトに配置されている若しくは複数のサイトにわたって分散されて通信ネットワークにより相互接続されている複数のコンピュータ上において、実行されるように展開することができる。

本明細書に記載されているプロセス及び論理フローは、１つ又は複数のコンピュータプログラムを実行して、入力データの操作及び出力の生成によりアクションを実行する１つ又は複数のプログラミング可能なプロセッサによって実行することができる。このプロセス及び論理フローは、特殊目的の論理回路、例えば、フィールドプログラマブルゲートアレイ（「ＦＰＧＡ」）又は特定用途向け集積回路（「ＡＳＩＣ」）によって実行することもでき、さらに、そのような装置として実装することもできる。そのような特殊目的の回路は、汎用目的のプロセッサでなくてもコンピュータプロセッサと称されるものとしてよい。

サドル乗車型車両１０２は、１人又は複数のライダのヘルメットが着用されていない、適切に着用されていない、安全でないなどを運転者に警告するための種々の出力も含む。警告のための出力は、ヒューマンマシンインタフェース（ＨＭＩ）１１２及び／又は触覚型フィードバックシステム１１４に提供されるものとしてよい。

ＨＭＩ１１２は、サドル乗車型車両１０２の運転者をＥＣＵなどのコントローラに接続するユーザインタフェースを提供する。ＨＭＩ１１２は、計器群又は画面の形態であるものとしてよい。この画面は、例えば、接触感知型の抵抗性／容量性ボタンを含めたタッチ画面であるものとしてよい。ＨＭＩ１１２は、車速、エンジン速度、燃料の利用可能性、燃料の経済性などのような車両情報を運転者に提供するダッシュを含み又はその一部であるものとしてよい。本明細書において説明するように、ＨＭＩ１１２は、運転者又は他のライダのヘルメットの状態に関する情報を運転者に提供することもできる。例えば、ＨＭＩ１１２は、自身のヘルメットが着用されていないことの視覚型警告を運転者に提供することができる。そのような視覚型警告の例は、図７Ａ乃至図７Ｂに示され、以下において説明される。

ＨＭＩに対して付加的（又は代替的）に、サドル乗車型車両１０２は、触覚型フィードバックシステム１１４を介して運転者にヘルメット警告を提供することもできる。この触覚型フィードバックシステム１１４は、例えば、運転者又はライダが自身のヘルメットを着用していないという特定に応じて振動するように構成されたバイブレータを含み得る。このバイブレータは、ハンドル、シート、ペダルなどの、サドル乗車型車両１０２の種々の位置に設けることができる。これらの位置における触覚型フィードバックは、運転者に配信すべきメッセージが存在することを運転者に警告する。次いで、運転者は、ヘルメット未着用警告など、どのような視覚型通知が提供されているかを見るためにＨＭＩを調べることができる。

図２は、サドル乗車型車両の運転者にヘルメット未着用警告を提供するためのシステム２００のブロック図を示している。このシステム２００は、車両センサ２０２及びヘルメットデータベース２０４などの種々の入力を含む。車両センサ２０２は、例えば、ライダカメラ１０４、ＩＭＵ１０６及びシートセンサ１０８を含み得る。ヘルメットデータベース２０４は、事前プログラミングされ又はコントローラに対応付けられたメモリに格納することができる。ヘルメットデータベース２０４は、種々のヘルメットの複数の格納画像を含み得る。例えば、（総てではないにしても）市場で入手可能な多くのヘルメット画像をコントローラに提供することができる。これらの画像は、各ヘルメットの総ての側面を示す種々の角度から写したものとしてよい。

種々のアルゴリズムが、サドル乗車型車両１０２のコントローラによって実行される。例えば、車両センサ２０２に基づいて、コントローラは、ライダ検出器動作２０６及びヘルメット検出器動作２０８を実行することができる。図３は、ライダ検出器動作２０６の実施形態であり、それに対して図４は、ヘルメット検出器動作２０８の一実施形態を示している。ヘルメットデータベース２０４と、ライダ検出器動作２０６及びヘルメット検出器動作２０８の出力とに基づいて、コントローラは、安全検証器動作２１０を実行することができる。安全検証器動作の出力に基づいて、コントローラは、ＨＭＩフィードバック動作２１２を提供することができ、このＨＭＩフィードバック動作２１２は、運転者のヘルメット又は他のライダのヘルメットが着用されていないことを運転者に警告するメッセージを計器群２１４に出力することができる。図５は、安全検証器動作２１０の一実施形態を示しており、図６は、ＨＭＩフィードバック動作２１２の一実施形態を示している。

図３を参照すると、ライダ検出器動作２０６の一実施形態が示されている。このライダ検出器動作２０６は、車両センサ２０２からの入力に基づいて、コントローラによって実行することができる。この動作は、ステップ３００において開始される。ステップ３０２においては、コントローラは、サドル乗車型車両が始動されたかどうかを特定する。これは、イグニッション、キー挿入部から送信されたデータ信号、エンジンの燃料補給データ、及び、その他の方法を調べることによって実行することができる。これは、システムの点火を準備するために搭載バッテリからシステムに伝送される電力量と共に、車両のデータバスによって転送される電気信号アクティビティを見ることによって実行することもできる。サドル乗車型車両が始動されていない場合、本方法は、ステップ３０４において終了し、車両が始動されたかどうかを継続的に検査することに戻る。この継続的な検査は、バッテリの電力を浪費しないように短い間隔で行うことができる。

サドル乗車型車両が始動された場合、次いで、コントローラは、ステップ３０６において、シート応力センサからシート応力信号を受信する。この信号は、シート上にどの程度の重量又は応力が配分されているかを示すことができる。一実施形態においては、重量センサがシート底部の真下に設けられている。他の実施形態においては、シート応力信号は、シート内部のセンサシステムから生成することができる。このセンサシステムは、圧力センサ、シリコーン充填ブラスト又は容器、及び、上記において説明したような対応付けされたＥＣＵ又はコントローラを含む。人がシート上に着座すると、圧力センサは、乗員の体重をコントローラに通知する。

ステップ３０８においては、コントローラは、シート応力又は重量を閾値と比較する。例えば、閾値は、１００ポンドの重量又は同等の応力に設定することができる。検出された応力が、この閾値を超えた場合、コントローラは、ステップ３１０においてライダがシート上に着座していることを特定する。次いで、本方法は、ステップ３１２において終了する。

しかしながら、ステップ３０８においてシート応力が閾値を超えない場合、次いで、コントローラは、ライダがそれにもかかわらずシート上に着座している可能性があるかどうかを検出するために異なるプロセスを実行することができる。例えば、ステップ３１４においては、コントローラは、ライダに面するカメラからライダの画像を受信する。ステップ３１６においては、コントローラは、カメラからのこれらの画像を、事前トレーニングされたモデルと比較する。この事前トレーニングされたモデルは、人がシート上に着座しているように見える画像のデータベース、及び、その上に着座している人がいないシートのように見える他の画像のデータベースであるものとしてよい。ステップ３１８においては、コントローラは、カメラから受信した画像と、シート上に着座している人物の保存された画像との間に十分な一致があるかどうかを判断することができる。十分な一致がある場合、コントローラは、ライダがシート上に着座していることを特定する。そのような十分な一致がない場合、次いで、コントローラは、ステップ３２０において、シート上に着座しているライダはいないことを特定する。

図４を参照すると、ヘルメット検出器動作２０８の一実施形態が示されている。この動作はステップ４００において開始される。ステップ４０２においては、コントローラは、図３に示されている動作を使用して、ライダが検出されたかどうかを特定する。ライダがステップ３１０から検出された場合、次いで、コントローラは、ステップ４０４において、カメラ画像を受信する。これは、ライダに面するカメラがライダの１つ又は複数の画像をキャプチャするステップ３１４と類似のステップであることができる。他の実施形態においては、カメラ以外の１つ又は複数の３Ｄセンサ（例えば、ＬＩＤＡＲに基づくセンサ）が、ライダの頭部及び／又はヘルメットの輪郭及び形状を検出するために利用されている。ステップ４０６においては、コントローラは、カメラから受信した画像を事前トレーニングされたモデルと比較する。この事前トレーニングされたモデルは、市場で入手可能なヘルメットの複数のメーカ及びモデルを含めた種々のヘルメットのデータベースであるものとしてよい。事前トレーニングされたモデルは、複数の角度からのヘルメットの画像を含み得る。また、事前トレーニングされたモデルは、１つ又は複数の軸周りにおいてヘルメットの３６０度ビューを含めることもできるため、データベースにおいて各ヘルメットのほぼ完全な画像が提供される。これらの画像のデータベースは、コントローラに接続されたメモリに格納することができる。事前トレーニングされたモデルは、異なるバックグラウンド環境をシミュレートすることによって一般化及び改善することができる。輪郭法は、基準ヘルメットモデルの更新のために使用されるヘルメットの縁部を抽出するために使用することができる。ライダが移動するときのカメラからの複数の画像キャプチャからの入力は、ヘルメットデータベースの更新のために使用することができる。これらの画像は、予測に使用される前にまず安定化され、強度を補正することができる。ヘルメットが検出された場合、ヘルメットの２Ｄ／３Ｄモデルを推定することができる。

一部の実施形態においては、ヘルメット検出器動作は、ステップ４０６において終了する場合がある。カメラから受信した画像の比較及びメモリに格納された画像の更新は、別個の表示システム又は図５に例示されるような安全検証器などの他のアルゴリズム及びシステムに使用することができる。図４に示されているこの実施形態においては、システムは、ステップ４０８に進み、そこでコントローラは、カメラから受信した画像と事前トレーニングされたモデル内の画像との間に十分な一致があるかどうかを特定する。十分な一致がない場合、次いで、本方法は、ライダが検出されたかどうかを特定するためにステップ４０２に戻ることができる。

十分な一致がある場合、本方法は、ステップ４１０に進み、そこでコントローラは、ヘルメット着用の一致があるかどうかを特定する。このステップにおいては、コントローラは、データベースに格納されているヘルメットを着用している人物の画像をカメラからキャプチャされた画像と比較する。ステップ４０６に類似して、コントローラは、ステップ４０８において、カメラによって検出された特定のヘルメットを着用している人物の画像の事前トレーニングされたモデル又はデータベースと通信することができる。人物上のヘルメットの特定のメーカ／モデルの画像の複数の角度を取ることができ、ヘルメットを着用した複数の人物を画像としてメモリに格納することができる。十分な一致がある場合、コントローラは、ヘルメットがライダによって適切に着用されているものとみなし、本方法は、ステップ４０２に戻ることができる。

しかしながら、十分なヘルメット着用の一致がない場合、又は、ヘルメットを適切に着用していない人物の画像と、カメラによってキャプチャされた画像との間に一致がある場合には、次いで、コントローラは、ステップ４１２において、ヘルメットが適正に着用されていないものとみなす。ヘルメット未着用インジケータは、コントローラによって命令することができる。このインジケータは、ライダに対する視覚型、聴覚型又は触覚型フィードバックであるものとしてよい。例えば、コントローラは、ＨＭＩに、ライダのヘルメットが適切に着用されていないという警告を表示するように命令することができる。ライダのヘルメットが、ヘルメットにモータサイクルとの通信を可能にさせる一方向若しくは双方向のオーディオ機能を装備している場合、又は、車両と通信するモバイルデバイスを備えている場合には、次いで、コントローラは、このシステムにアクセスして、ヘルメットが着用されていない又は適切に着用されていないという聴覚型警告をライダに送信することができる。コントローラは、ヘルメットが適切に着用されていないことを示す触覚型フィードバックを運転者に提供することもできる。例えば、コントローラは、シートバイブレータを起動させるコマンドを出力することによって運転者のシートに振動を発生させることができる。他の実施形態においては、コントローラは、ハンドルに振動を発生させることができる。他の実施形態においては、コントローラは、車両のブレーキに、非常に短時間の間ホイールに制動力をわずかに加えるコマンドを発出することができる。上記例の触覚型フィードバックシステムのいずれも、運転者又はライダのヘルメットが着用されていないこと又は適切に着用されていないことを示すメッセージのために、運転者にＨＭＩを見させようと試みることに利用することができる。

図４に示されている方法は、運転イベント中に継続的に実行することができる。例えば、アルゴリズムは、運転者がシート上に着座していることをコントローラが一度検出すると実行することができ、これは車両が動作停止するまで継続的に実行される。他の実施形態においては、アルゴリズムは、車両を始動させるキーオンイベントに応じて開始する。

図５を参照すると、安全検証器動作の一実施形態が示されている。この実施形態においては、コントローラは、サドル乗車型車両１０２の位置に依存して運転者に多段階の（例えば２段階の）ヘルメット未着用警告を発するように構成されている。このプロセスは、ステップ５００において開始される。ステップ５０２においては、コントローラは、上記において説明したステップ４０４及びステップ３１４に類似して、車載カメラから１つ又は複数の画像を受信する。ステップ５０４においては、コントローラは、例えば、ステップ４０６に類似して、受信したカメラ画像を、ヘルメットモデル画像のデータベース、又は、事前トレーニングされたモデルと比較する。繰り返しになるが、このステップにおいては、コントローラは、例えば、ヘルメットやライダの輪郭や縁部を分析することができる。ステップ５０６においては、コントローラは、受信したカメラ画像と、画像データベースとの間に十分な一致があるかどうかを特定する。これは、例えば、ステップ４０８に類似し得る。

一実施形態においては、ステップ５０２乃至ステップ５０６は、ライダが自身のヘルメットを着用しているかどうか及び適切に着用しているかどうかの判断をもたらすことができる。これは、図４に示されているアルゴリズムからの総てのステップを含み得る。換言すれば、図５の安全検証器動作は、最初に、図４に開示されている方法に従って、ライダ及び乗員のヘルメットが着用されているかどうか及び適切に着用されているかどうかを特定することによって開始される。

ヘルメットが着用されているかどうか及び適切に着用されているかどうかを特定した後、本方法は、ステップ５０８に進み、そこでコントローラは、車両の位置の全地球測位システム（ＧＰＳ）データを受信する。コントローラは、例えば、車両の情報（例えば座標）を受信するためにナビゲーションを実行する車両上の車載ＧＰＳシステム（例えば、衛星と通信するように構成された送受信機及び対応付けされたＧＰＳコントローラ）にアクセスすることができる。ＧＰＳは、車両の位置を特定する一例であり、他の実施形態においては、コントローラは、グローバルナビゲーション衛星システム（ＧＬＯＮＡＳＳ）などからの位置データにアクセスする。他の実施形態においては、コントローラは、運転中に車両に接続されたモバイルデバイス（例えば、携帯電話、スマートウォッチ、他のウェアラブルデバイスなど）との通信によって車両の位置にアクセスする。例えば、モバイルデバイスは、移動中にデータを共有したり、電話をかけたり、車両のロックを解除したり、車両を始動したりなどのために利用される車両上の受信機（例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）低エネルギ（ＢＬＥ）受信機、近距離無線通信、ウルトラバンド、Ｚｉｇｂｅｅ（登録商標）など）に接続されるものとしてよい。その通信が確立されると、サドル乗車型車両１０２は、運転者によって携帯されたモバイルデバイスから位置情報を受信することができる。

ステップ５１０においては、コントローラは、車両の位置情報に基づいて、ヘルメット未着用に対する法的罰則のデータベースにアクセスすることができる。各場所に関する法的罰則のデータベースは、米国の州若しくは郡ごとの罰則のデータベース、又は、国ごとの罰則のデータベースを含み得る。例えば、ミシガン州には、ヘルメット未着用に対する法的罰則はないが、ニューヨーク州には、ヘルメット未着用に対する法的罰則（例えば、最大１００ドルの罰金、懲役３０日、又は、その両方）がある場合がある。法的罰則のデータベースは、コントローラのアクセスによって車載メモリに事前プログラミングされるものとしてよい。代替的に、データベースは、運転者のモバイルデバイスに配置されるものとしてもよい。いずれの実施形態においても、データベースは、現行の法律を含むように継続的に更新されるものとしてよい。

ステップ５１２においては、コントローラは、運転手及び／又はライダが自身のヘルメットを着用しているかどうか及びそれを適切に着用しているかどうかを特定する。これは、例えば、図４のアルゴリズムによって行われるのと同様の特定であり得る。システムは、ヘルメットが着用されていない又は適切に着用されていないという特定に達した場合には、ヘルメット未着用インジケータ（例えばステップ４１２）を例えばＨＭＩを介して運転者に提供すべきである。このヘルメット未着用インジケータは、ヘルメットが適切に着用されることなく運転又は乗車した場合の車両の現在地に対応付けられた法的罰則に関する情報を含み得る。他の情報は、現在のヘルメットの使用状況と車両の位置とに基づいてＨＭＩ上に提供されるものとしてよい。例えば、コントローラは、運転者のヘルメットが適切に着用されていないこと、及び／又は、ヘルメットが適切に着用されていない状態で乗車を続けることが違法であることを、運転者に警告する視覚型テキストの出現を引き起こすことができる。罰則の詳細（金銭や懲役など）は、ＨＭＩ上に提供される警告に含まれるものとしてよい。他の実施形態においては、警告は、上記において説明したように、運転者のヘルメットスピーカ上のオーディオシステムに提供されている。

一実施形態においては、２段階インジケータが利用されている。この一例は、図６に示されている。アルゴリズムは、ステップ６００において開始される。ステップ６０２においては、コントローラは、上記のステップ５０６又はステップ４１０に類似して、ヘルメットが着用されているかどうかと適切に着用されているかどうかを特定する。ヘルメットが着用されていない場合、次いで、ステップ６０４において、強度のインジケータが運転者に提供される。これは、例えば、ＨＭＩ上に第１のヘルメット未着用インジケータを表示することによって実行することができ、その一例は、ヘルメットの画像を赤いクロスで取り囲む図７Ａに示されている。これは、現在地において適切に着用されたヘルメットなしで車両を移動させることは違法であることを示している。ヘルメットが着用されている場合、次いで、着用されたヘルメットが安全要件を満たしているかどうかの特定は、ステップ６０６において行われる。この判断は、例えば、カメラからの画像を、適切に着用されたヘルメットのデータベースと比較することによって行うことができる。ヘルメットが運転者によって着用されていても、適切に着用されていない場合がある（例えば、着用が高すぎたり低すぎたり、ヘルメットの識別情報によりヘルメットが古くてもはや着用の安全性がないことが示されるなど）。他の実施形態においては、ヘルメットの着用が安全要件を満たしていない場合、次いで、ステップ６０８において、軽度のインジケータが運転者に提供される。これは、例えば、ＨＭＩ上に第２のヘルメット未着用インジケータを表示することによって実行することができ、その一例は、ヘルメットの画像を黄色のクロスにより取り囲む図７Ｂに示されている。これは、ヘルメットが着用されていても、それにもかかわらず現在の安全要件を満たしていない可能性があることを示している。赤色及び黄色以外の色を利用することもできる。ヘルメットが安全要件を満たしている場合、ステップ６１０においては、インジケータは提供されない。

他の実施形態においては、ヘルメットの着用が現在地の管轄区域の法律に違反しているかどうかの特定により、ステップ６０８において軽度のインジケータを提供するか、又は、ステップ６１０においてインジケータを提供しないかの判断を下すものとしてもよい。例えば、運転者又はライダが自身のヘルメットを着用しているという肯定的な判断がステップ６０２において下されたとしても、車両の位置の現在の法律に関して付加的な判断が下されるものとしてもよい。この判断は、上記において説明したステップ５１０乃至ステップ５１４から下されるものとしてもよい。現在地の法律により、運転者又はライダに罰則なしでサドル乗車型車両に乗車することが許可されている場合、運転者が自身のヘルメットを着用していても軽度のインジケータが運転者に提供される場合がある。

本明細書に開示されるプロセス、方法又はアルゴリズムは、任意の既存のプログラミング可能な電子制御ユニット若しくは専用の電子制御ユニットを含み得る処理デバイス、コントローラ又はコンピュータに配信可能／実装可能である。同様に、これらのプロセス、方法又はアルゴリズムは、ＲＯＭデバイスなどの書込み不可能な記憶媒体に恒久的に記憶された情報、並びに、フレキシブルディスク、磁気テープ、ＣＤ、ＲＡＭデバイス、他の磁気的及び光学的媒体などの書込み可能な記憶媒体に変更可能に記憶された情報を含むがこれらには限定されない多くの形式で、コントローラ又はコンピュータによって実行可能なデータ及び命令として記憶することができる。これらのプロセス、方法又はアルゴリズムは、ソフトウェアにより実行可能なオブジェクトに実装することも可能である。代替的に、これらのプロセス、方法又はアルゴリズムは、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、ステートマシン、コントローラ、又は、他のハードウェアコンポーネント若しくはデバイスなどの適当なハードウェアコンポーネント、又は、ハードウェア、ソフトウェア及びファームウェアコンポーネントの組合せを使用して、全体的に又は部分的に実施することができる。

上記においては、例示的な実施形態が説明されているが、これは、特許請求の範囲によって包含される総ての可能な形態を、これらの実施形態において説明することを意図したものではない。本明細書において使用されている用語は、限定ではなく説明の用語であり、本開示の精神及び範囲から逸脱することなく、種々の変更を行うことが可能な点を理解されたい。前述のように、種々の実施形態の特徴は、明示的に記載又は図示されていない可能性のある本発明のさらなる実施形態の形成のために組み合わせることができる。種々の実施形態は、１つ又は複数の所望の特性に関して、他の実施形態又は従来技術の態様よりも利点を提供するもの又は好ましいものとして説明され得るものであるが、当業者には、特定の用途及び実装に依存する望ましい全体的なシステム属性の達成のために、１つ若しくは複数の特徴又は特性を妥協して処理し得ることは、認識される。これらの属性には、コスト、強度、耐久性、ライフサイクルコスト、市場性、外観、パッケージング、サイズ、保守性、重量、製造可能性、組立ての容易さなどを含めることができるが、これらに限定されるものではない。このように、任意の実施形態が、１つ又は複数の特性に関しては他の実施形態又は従来の実施形態よりも望ましくないと説明される程度においては、これらの実施形態が本開示の範囲を外れることはなく、特定の用途にとっては望ましい可能性も残されている。

Claims (20)

1. サドル乗車型車両のライダにヘルメットの使用に関する情報を提供するためのシステムであって、
   前記システムは、
   前記サドル乗車型車両に取り付けられかつ前記ライダに面しかつ前記車両のライダを監視しかつ前記ライダの画像データを収集するように構成されたカメラと、
   前記サドル乗車型車両の位置を検出するように構成されたＧＰＳシステムと、
   前記カメラ及び前記ＧＰＳシステムと通信するコントローラと、
   を備え、
   前記コントローラは、
   前記カメラから前記ライダの画像を受信し、
   前記ライダの画像データに基づいて、前記ライダがヘルメットを着用しているかどうかを特定し、
   前記ＧＰＳシステムから前記サドル乗車型車両の位置を受信し、
   前記ライダがヘルメットを着用しているかどうかと、前記サドル乗車型車両の位置とに基づき変更されるヘルメット着用インジケータを前記ライダに出力する
   ように構成されている、
   システム。
2. 前記コントローラは、前記ＧＰＳシステムからの前記サドル乗車型車両の位置においてデータベースと通信してヘルメットの使用の前記合法性に関する情報を受信し、受信した位置におけるヘルメットの使用の合法性に基づいて、前記ヘルメット着用インジケータを変更するように構成されている、
   請求項１に記載のシステム。
3. 前記コントローラは、前記サドル乗車型車両上のヒューマンマシンインタフェース（ＨＭＩ）ディスプレイ上に前記ヘルメット着用インジケータを出力するように構成されている、
   請求項２に記載のシステム。
4. 前記コントローラは、前記ライダがヘルメットを着用していないという特定、及び、前記サドル乗車型車両が、ヘルメットの着用なしでの前記サドル乗車型車両への乗車が合法である場所に存在することに応じて、軽度のヘルメット着用インジケータを前記ＨＭＩ上に出力するように構成されている、
   請求項３に記載のシステム。
5. 前記コントローラは、前記ライダがヘルメットを着用していないという特定、及び、前記サドル乗車型車両が、ヘルメットの着用なしでの前記サドル乗車型車両への乗車が違法である場所に存在することに応じて、強度のヘルメット着用インジケータを前記ＨＭＩ上に出力するように構成されている、
   請求項４に記載のシステム。
6. 前記コントローラは、触覚型フィードバックシステムを介して前記ヘルメット着用インジケータを出力するように構成されている、
   請求項２に記載のシステム。
7. 前記システムは、前記サドル乗車型車両のシートに取り付けるように構成されたバイブレータをさらに含み、前記コントローラは、前記ライダがヘルメットを着用していないという特定、及び、前記サドル乗車型車両がヘルメットの着用なしでの前記サドル乗車型車両への乗車が違法である場所に存在することに応じて、前記バイブレータを起動させるように構成されている、
   請求項６に記載のシステム。
8. サドル乗車型車両であって、
   前記サドル乗車型車両のライダを監視しかつ前記ライダの画像データを収集するように構成されたライダ向けカメラと、
   前記サドル乗車型車両の位置を検出するように構成されたＧＰＳシステムと、
   車両情報を前記ライダに表示するように構成されたヒューマンマシンインタフェース（ＨＭＩ）と、
   種々の場所におけるヘルメット未着用に対する罰則に関する情報を含むヘルメット安全データベースと通信するコントローラと、
   を備え、
   前記コントローラは、
   前記ライダの画像データに基づいて、前記ライダがヘルメットを着用していないことを特定し、
   前記ライダがヘルメットを着用していないことに応じて、前記サドル乗車型車両の位置に基づき変更される警告を前記ＨＭＩ上に出力する
   ように構成されている、
   サドル乗車型車両。
9. 前記コントローラは、ヘルメット未着用に対する罰則がない第１の場所に相当する前記サドル乗車型車両の位置に応じて、第１の警告を前記ＨＭＩに出力するように構成されている、
   請求項８に記載のサドル乗車型車両。
10. 前記第１の警告は、第１の色により表示される、
    請求項９に記載のサドル乗車型車両。
11. 前記コントローラは、ヘルメット未着用に対する罰則がある第２の場所に相当する前記サドル乗車型車両の位置に応じて、第２の警告を前記ＨＭＩに出力するように構成されている、
    請求項１０に記載のサドル乗車型車両。
12. 前記第２の警告は、前記第１の色とは異なる第２の色により表示される、
    請求項１１に記載のサドル乗車型車両。
13. 前記第２の警告は、ヘルメット未着用に対する罰則に関する情報を含む、
    請求項１１に記載のサドル乗車型車両。
14. 前記コントローラは、前記ライダの画像データに基づき、前記ライダがヘルメットを不適切に着用していることを特定するように構成されている、
    請求項８に記載のサドル乗車型車両。
15. 前記コントローラは、ヘルメットが不適切に着用されていることに応じて第２の警告を前記ＨＭＩに出力するように構成されている、
    請求項１４に記載のサドル乗車型車両。
16. 命令を格納した非一時的コンピュータ可読媒体であって、前記命令は、コンピュータプロセッサによって実行されるときに前記コンピュータプロセッサに、
    サドル乗車型車両シートと通信し、前記サドル乗車型車両シートに加えられた応力を示す応力センサから応力データを受信することと、
    前記サドル乗車型車両のライダを監視するように構成されたライダ向けカメラからライダの画像データを受信することと、
    閾値を超える応力に応じて、前記ライダがシート上に着座していることを特定することと、
    前記ライダが前記シート上に着座しているという特定に応じて、前記ライダの画像データを事前トレーニングされたモデルと比較することと、
    前記ライダの画像データと前記事前トレーニングされたモデルとの比較に基づき変更されるヘルメット着用インジケータをヒューマンマシンインタフェース（ＨＭＩ）に出力することと、
    を実行させる、
    非一時的コンピュータ可読媒体。
17. 前記命令は、前記コンピュータプロセッサに、ＧＰＳシステムから前記サドル乗車型車両の位置を受信し、前記サドル乗車型車両の位置に基づいて前記ヘルメット着用インジケータを変更することをさらに実行させる、
    請求項１６に記載の媒体。
18. 前記命令は、前記コンピュータプロセッサに、前記サドル乗車型車両の前記位置におけるヘルメット未着用に対する罰則に関する情報を取得することをさらに実行させる、
    請求項１７に記載の媒体。
19. 前記ヘルメット着用インジケータは、ヘルメットなしでの車両への乗車が合法である第１の場所に前記車両が存在することに基づく第１の強度の第１のインジケータと、ヘルメットなしでの車両への乗車が違法である第２の場所に前記車両が存在することに基づく第２の強度の第２のインジケータとを含む、
    請求項１８に記載の媒体。
20. 前記第１のインジケータは、第１の色により前記ＨＭＩ上に表示される第１の画像を含み、前記第２のインジケータは、前記第１の色とは異なる第２の色により前記ＨＭＩ上に表示される第２の画像を含む、
    請求項１９に記載の媒体。

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