JP2022143854A - 乗員状態判定装置および乗員状態判定方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】コストの増加なく運転席および後部座席の乗員の状態を判定することができる・【解決手段】車両の前方に設けられ、運転席の乗員を撮像する第1の撮像装置が撮像した第1の画像を取得する第1画像取得部と、後部座席の乗員およびルームミラーを介して運転席の乗員を撮像する第2の撮像装置が撮像した第2の画像を取得する第2画像取得部と、第1の画像および第2の画像の少なくとも一方に基づいて運転席の乗員の状態を判定する運転席乗員状態判定部と、第2の画像に基づいて後部座席の乗員の状態を判定する後席乗員状態判定部と、を備える。【選択図】図2
Description
本開示は車両の乗員の状態を判定する技術に関するものである。
車両運転中の運転席の乗員の状態を撮像装置で検出する場合、撮像装置の故障や外光の影響によって正確な顔の検出ができない可能性がある。したがって複数台の撮像装置で運転席の乗員を撮像する装置の開発が進められている。
特許文献1では、運転席の前方に設けられた複数のカメラによって運転席の乗員を撮像することが開示されている。
そのほか後部座席の乗員の有無等、後部座席の乗員の状態を検出、判定する装置の開発が進められている。
特許文献1では、運転席の前方に設けられた複数のカメラによって運転席の乗員を撮像することが開示されている。
そのほか後部座席の乗員の有無等、後部座席の乗員の状態を検出、判定する装置の開発が進められている。
上記特許文献1においては、運転席の乗員専用の撮像装置が少なくとも2台必要になり、後部座席の乗員を撮像する場合には後部座席を撮像するための別の撮像装置を設ける必要がありコストが増加してしまう。
本開示は上記した課題を解決するためになされたものであり、コストの増加なく運転席および後部座席の乗員の状態を判定することを目的とする。
本開示に係る乗員状態判定装置は、車両の前方に設けられ、運転席の乗員を撮像する第1の撮像装置が撮像した第1の画像を取得する第1画像取得部と、後部座席の乗員およびルームミラーを介して運転席の乗員を撮像する第2の撮像装置が撮像した第2の画像を取得する第2画像取得部と、第1の画像および第2の画像の少なくとも一方に基づいて運転席の乗員の状態を判定する運転席乗員状態判定部と、第2の画像に基づいて後部座席の乗員の状態を判定する後席乗員状態判定部と、を備える。
本開示の乗員状態判定装置は、コストの増加なく運転席および後部座席の乗員の状態を判定することができる。
以下、本開示を実施するための形態について、図を参照して説明する。なお、各図中の同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。
実施の形態1
本開示の実施の形態1に係る車室内配置を示す車室内横断面図を図1に示す。
車室内100には前席シート101、後席シート102、前席シート101の前方の天井から吊り下げられたルームミラー103.前席シート101の前方に設けられた第1の撮像装置104、後席シート102の上方の天井に設けられた第2の撮像装置105が配置される。第1の撮像装置104の画角には少なくとも運転席の乗員(以下、運転者とも表現)が含まれるように設定されている。また、第2の撮像装置の画角には少なくとも後席シート102およびルームミラー103が含まれるように設定されている。第1の撮像装置104および第2の撮像105はカメラであり、赤外線に感度を持つ赤外線カメラや可視光に感度をもつ可視光カメラが考えられる。また、第2の撮像装置105は車両の進行方向を撮像していることから、車の進行方向を撮像するドライブレコーダーの役割を兼ねていてもよい。
なお、第1の撮像装置104を広角の画像が撮像可能な広角カメラとし、運転席の乗員と助手席の乗員の両方を同時に撮像するような構成としてもよい。
また、実施の形態1では第2の撮像装置105を後席シート102上方の天井に吊り下げる構成としたが、これは一例であり、第2の撮像装置105は後部座席の乗員とルームミラーが撮像範囲に入る位置であればよい。図1には車室内100の配置の理解を容易とするためにハンドル106を併せて図示している。
本開示の実施の形態1に係る車室内配置を示す車室内横断面図を図1に示す。
車室内100には前席シート101、後席シート102、前席シート101の前方の天井から吊り下げられたルームミラー103.前席シート101の前方に設けられた第1の撮像装置104、後席シート102の上方の天井に設けられた第2の撮像装置105が配置される。第1の撮像装置104の画角には少なくとも運転席の乗員(以下、運転者とも表現)が含まれるように設定されている。また、第2の撮像装置の画角には少なくとも後席シート102およびルームミラー103が含まれるように設定されている。第1の撮像装置104および第2の撮像105はカメラであり、赤外線に感度を持つ赤外線カメラや可視光に感度をもつ可視光カメラが考えられる。また、第2の撮像装置105は車両の進行方向を撮像していることから、車の進行方向を撮像するドライブレコーダーの役割を兼ねていてもよい。
なお、第1の撮像装置104を広角の画像が撮像可能な広角カメラとし、運転席の乗員と助手席の乗員の両方を同時に撮像するような構成としてもよい。
また、実施の形態1では第2の撮像装置105を後席シート102上方の天井に吊り下げる構成としたが、これは一例であり、第2の撮像装置105は後部座席の乗員とルームミラーが撮像範囲に入る位置であればよい。図1には車室内100の配置の理解を容易とするためにハンドル106を併せて図示している。
本開示の実施の形態1に係る乗員状態判定装置1の構成を示すブロック図を図2に示す。
図2に示すとおり、乗員状態判定装置1は第1の画像取得部10、第2の画像取得部20、運転席乗員状態判定部30、後部座席乗員状態判定部40によって構成される。また、乗員状態判定装置1は第1の撮像装置104および第2の撮像装置105および制御装置50に接続されている。乗員状態判定装置1は、車両に常設されるものに限られず、例えば、携帯電話やスマートフォン、ポーダブルナビゲーション装置など、車両に持ち込み可能な携帯型のデバイスに構築されていてもよい。また、乗員状態判定装置1の一部または全部が、車両との通信が可能なサーバー上に構築されていてもよい。
図2に示すとおり、乗員状態判定装置1は第1の画像取得部10、第2の画像取得部20、運転席乗員状態判定部30、後部座席乗員状態判定部40によって構成される。また、乗員状態判定装置1は第1の撮像装置104および第2の撮像装置105および制御装置50に接続されている。乗員状態判定装置1は、車両に常設されるものに限られず、例えば、携帯電話やスマートフォン、ポーダブルナビゲーション装置など、車両に持ち込み可能な携帯型のデバイスに構築されていてもよい。また、乗員状態判定装置1の一部または全部が、車両との通信が可能なサーバー上に構築されていてもよい。
第1の画像取得部10は第1の撮像装置104が所定周期で撮像した画像(第1画像)を取得し、運転席乗員状態判定部30に出力する。
第2の画像取得部20は第2の撮像装置105が所定周期で撮像した画像(第2画像)を取得し、運転席乗員状態判定部30および後部座席乗員状態判定部40に出力する。
なお、本実施の形態1では、第1の画像取得部10と第2の画像取得部20に分けて記載しているが、1つの画像取得部が第1画像および第2画像を取得するようにしてもよい。また、運転席乗員状態判定部30および後部座席乗員判定部40の行う処理を一つの判定部で行うようにしてもよい。
第2の画像取得部20は第2の撮像装置105が所定周期で撮像した画像(第2画像)を取得し、運転席乗員状態判定部30および後部座席乗員状態判定部40に出力する。
なお、本実施の形態1では、第1の画像取得部10と第2の画像取得部20に分けて記載しているが、1つの画像取得部が第1画像および第2画像を取得するようにしてもよい。また、運転席乗員状態判定部30および後部座席乗員判定部40の行う処理を一つの判定部で行うようにしてもよい。
運転席乗員状態判定部30は、第1画像および第2画像から顔情報を検出し、顔情報に基づいて運転者の状態を判定する。顔情報とは、例えば、顔の位置や顔の向き、目の開眼度など顔を構成する特徴点(目、鼻、口等)の情報である。また、運転者の状態とは、例えば、居眠り状態、脇見状態またはデッドマン(運転不能状態)である。
なお、第1の撮像装置104を広角カメラとし、運転席の乗員と助手席の乗員を同時に撮像する場合は、運転席乗員状態判定部30は、運転席の乗員だけでなく助手席の乗員の状態も判定する。
なお、第1の撮像装置104を広角カメラとし、運転席の乗員と助手席の乗員を同時に撮像する場合は、運転席乗員状態判定部30は、運転席の乗員だけでなく助手席の乗員の状態も判定する。
運転席乗員状態判定部30について詳細に説明する。
運転席乗員状態判定部30は、信頼度算出部31、ミラー領域検出部32、顔情報検出部33および状態判定部34によって構成される。
信頼度算出部31は第1の画像取得部10および第2の画像取得部20から出力された第1画像および第2画像から信頼度を算出する。信頼度とは、運転者の状態の判定に適した画像であるかを示す値であり、例えば、画像における黒飛びまたは白飛びしている画素数の割合によって算出され、黒飛びまたは白飛びしている画素数が少ないほど信頼度は高く算出される。つまり、強い日差しが車内に差し込んで画像の大半が白飛びしてしまうような状況や車内が暗く画像の大半が黒飛びしているような状況では信頼度が低く算出される。
運転席乗員状態判定部30は、信頼度算出部31、ミラー領域検出部32、顔情報検出部33および状態判定部34によって構成される。
信頼度算出部31は第1の画像取得部10および第2の画像取得部20から出力された第1画像および第2画像から信頼度を算出する。信頼度とは、運転者の状態の判定に適した画像であるかを示す値であり、例えば、画像における黒飛びまたは白飛びしている画素数の割合によって算出され、黒飛びまたは白飛びしている画素数が少ないほど信頼度は高く算出される。つまり、強い日差しが車内に差し込んで画像の大半が白飛びしてしまうような状況や車内が暗く画像の大半が黒飛びしているような状況では信頼度が低く算出される。
信頼度算出部31は第1画像および第1画像から算出した信頼度を併せて顔情報検出部33に出力し、第2画像および第2画像から算出した信頼度を併せてミラー領域検出部32に出力する。第2画像はルームミラーを介して運転席の乗員を撮像した画像であるためミラー領域検出部32での前処理を経て顔情報検出部33に出力される
ミラー領域検出部32は、第2画像が入力されると第2画像からルームミラーを検出し、第2画像におけるルームミラーの領域を切り出す。そして切り出したルームミラーの領域の画像を顔情報検出部33に出力する。上述した前処理を行うことで、例えば後部座席の乗員がカメラの方向を振り向いたときに、後部座席の乗員の顔を運転席の乗員の顔と誤認することを抑制することができる。
顔情報検出部33は、第1の画像およびミラー領域検出部32から出力されたルームミラーの画像から顔情報を検出し、検出した顔情報を状態判定部34に出力する。
状態判定部34は、顔情報検出部33から出力された顔情報および信頼度算出部31が算出した信頼度に基づいて運転者の状態を判定し、判定結果を制御装置50に出力する。状態判定部34の具体的な処理について図3のフローチャートに基づいて説明する。
状態判定部34は、顔情報検出部33から出力された顔情報および信頼度算出部31が算出した信頼度に基づいて運転者の状態を判定し、判定結果を制御装置50に出力する。状態判定部34の具体的な処理について図3のフローチャートに基づいて説明する。
状態判定部34は顔情報検出部33から出力された顔情報および信頼度算出部31が算出した信頼度を取得し(ステップST1)、第1画像の信頼度が予め定められた閾値以上か否かを判定する(ステップST2)。そして、第1画像の信頼度が予め定められた閾値以上の場合(ステップST2:YES)、第1画像から検出された顔情報に基づいて運転者の状態を判定し(ステップST3)、処理を終了する。一方、第1画像の信頼度が予め定められた閾値よりも低い場合(ステップST2:NO)、第2画像の信頼度が予め定められた閾値以上であるかを判定し(ステップS4)、第2画像の信頼度が予め定められた閾値以上の場合(ステップST4:YES)、第2画像から検出された顔情報に基づいて運転者の状態を判定し(ステップST5)、処理を終了する。一方、第2画像の信頼度が予め定められた閾値よりも低い場合(ステップST5:NO)、運転者の状態を判定せずに処理を終了する。
なお、第1画像の信頼度の閾値と第2画像の信頼度の閾値は同じに設定されていてもよいし、異なってもよい。また、第1画像および第2画像の信頼度が閾値よりも低い状況が一定時間継続した場合は、乗員に警告を行うようにしてもよい。このようにすることで、車両の乗員が撮像装置の故障に気づくことが可能となる。
次に後部座席乗員状態判定部40について説明する。
第2の撮像装置105は後部座席の乗員とルームミラーを同時に撮像することから第2画像は後部座席の乗員の頭部を上方または後方から撮像することになる。従って、後部座席乗員状態判定部40は第2の画像取得部20から出力された第2画像から、後席の乗員の頭部を検出し、後部座席の乗員が存在するか否かを判定する。この後部座席に乗員が存在するか否かの情報はシートベルトリマインダー等の機能に用いられる。なお、後席乗員の頭部の高さ位置を検出し、後部座席の乗員の体格を判定してもよい。後部座席の乗員の体格を判定することで後部座席の乗員が幼児か否かを判定することが可能となり、例えば幼児の置き去りを検知することも可能となる。
第2の撮像装置105は後部座席の乗員とルームミラーを同時に撮像することから第2画像は後部座席の乗員の頭部を上方または後方から撮像することになる。従って、後部座席乗員状態判定部40は第2の画像取得部20から出力された第2画像から、後席の乗員の頭部を検出し、後部座席の乗員が存在するか否かを判定する。この後部座席に乗員が存在するか否かの情報はシートベルトリマインダー等の機能に用いられる。なお、後席乗員の頭部の高さ位置を検出し、後部座席の乗員の体格を判定してもよい。後部座席の乗員の体格を判定することで後部座席の乗員が幼児か否かを判定することが可能となり、例えば幼児の置き去りを検知することも可能となる。
次に制御装置50について説明する。
制御装置50は、運転席乗員状態判定部30および後部座席乗員状態判定部40から出力された乗員の状態に応じて、制御する機器を選択し、制御を行う。例えば、運転席乗員状態判定部30から出力された状態が居眠り状態である場合は、制御装置50は警報装置(不図示)を制御し、運転者に覚醒を促すように警報を行わせる。また、後部座席乗員状態判定部40から、後部座席の乗員が存在すると出力されたにも関わらず後部座席のシートベルトが着用されていない場合に、後席の乗員に対してシートベルトの着用を促す警告を行ってもよい。
[変形例]
実施の形態1の乗員状態判定装置1では、基本的に運転者を前方から撮像している第1の撮像装置104の画像である第1画像のほうが運転者の状態を精度よく判定できるため第1画像の信頼度が予め定められた閾値よりも低い場合に、第2画像の信頼度が予め定められた閾値以上であるかを判定し、予め定められた閾値以上であれば第2画像に基づいて運転者の状態を判定するようにしていたが、第1画像と第2画像のうち、信頼度の高いほうの画像に基づいて運転席の乗員の状態を判定するようにしてもよい。
制御装置50は、運転席乗員状態判定部30および後部座席乗員状態判定部40から出力された乗員の状態に応じて、制御する機器を選択し、制御を行う。例えば、運転席乗員状態判定部30から出力された状態が居眠り状態である場合は、制御装置50は警報装置(不図示)を制御し、運転者に覚醒を促すように警報を行わせる。また、後部座席乗員状態判定部40から、後部座席の乗員が存在すると出力されたにも関わらず後部座席のシートベルトが着用されていない場合に、後席の乗員に対してシートベルトの着用を促す警告を行ってもよい。
[変形例]
実施の形態1の乗員状態判定装置1では、基本的に運転者を前方から撮像している第1の撮像装置104の画像である第1画像のほうが運転者の状態を精度よく判定できるため第1画像の信頼度が予め定められた閾値よりも低い場合に、第2画像の信頼度が予め定められた閾値以上であるかを判定し、予め定められた閾値以上であれば第2画像に基づいて運転者の状態を判定するようにしていたが、第1画像と第2画像のうち、信頼度の高いほうの画像に基づいて運転席の乗員の状態を判定するようにしてもよい。
乗員状態判定装置1のハードウェア構成例を説明する。
図4Aおよび図4Bは、乗員状態判定装置1のハードウェア構成例を示す図である。
乗員状態判定装置1における第1の画像取得部10、第2の画像取得部20、運転席乗員状態判定部30および後部座席乗員状態判定部40の各機能は、処理回路によって実現される。即ち、乗員状態判定装置1は上記各機能を実現するための処理回路を備える。当該処理回路は、図4Aに示すように専用のハードウェアである処理回路200aであってもよいし、図4Bに示すようにメモリ200cに格納されているプログラムを実行するプロセッサ200bであってもよい。
図4Aおよび図4Bは、乗員状態判定装置1のハードウェア構成例を示す図である。
乗員状態判定装置1における第1の画像取得部10、第2の画像取得部20、運転席乗員状態判定部30および後部座席乗員状態判定部40の各機能は、処理回路によって実現される。即ち、乗員状態判定装置1は上記各機能を実現するための処理回路を備える。当該処理回路は、図4Aに示すように専用のハードウェアである処理回路200aであってもよいし、図4Bに示すようにメモリ200cに格納されているプログラムを実行するプロセッサ200bであってもよい。
図4Aに示すように、第1の画像取得部10、第2の画像取得部20、運転席乗員状態判定部30および後部座席乗員状態判定部40が専用のハードウェアである場合、処理回路200aは、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、FPGA(Field-programmable Gate Array)、またはこれらを組み合わせたものが該当する。第1の画像取得部10、第2の画像取得部20、運転席乗員状態判定部30および後部座席乗員状態判定部40の各部の機能それぞれ処理回路で実現してもよいし、各部の機能をまとめて1つの処理回路で実現してもよい。
図4Bに示すように、第1の画像取得部10、第2の画像取得部20、運転席乗員状態判定部30および後部座席乗員状態判定部40がプロセッサ200bである場合、各部の機能は、ソフトウェア、ファームウェア、またはソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。ソフトウェアまたはファームウェアはプログラムとして記述され、メモリ200cに格納される。プロセッサ200bは、メモリ200cに記憶されたプログラムを読み出して実行することにより、第1の画像取得部10、第2の画像取得部20、運転席乗員状態判定部30および後部座席乗員状態判定部40の各機能を実現する。即ち、第1の画像取得部10、第2の画像取得部20、運転席乗員状態判定部30および後部座席乗員状態判定部40は、プロセッサ200bにより実行されるときに、後述する図4に示す各ステップが結果的に実行されることになるプログラムを格納するためのメモリ200cを備える。また、これらのプログラムは、第1の画像取得部10、第2の画像取得部20、運転席乗員状態判定部30および後部座席乗員状態判定部40の手順または方法をコンピュータに実行させるものであるともいえる。
ここで、プロセッサ200bとは、例えば、CPU(Central Processing Unit)、処理装置、演算装置、プロセッサ、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、またはDSP(Digital Signal Processor)などのことである。メモリ200cは、例えば、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、フラッシュメモリ、EPROM(Erasable Programmable ROM)、EEPROM(Electrically EPROM)等の不揮発性または揮発性の半導体メモリであってもよいし、ハードディスク、フレキシブルディスク等の磁気ディスクであってもよいし、ミニディスク、CD(Compact Disc)、DVD(Digital Versatile Disc)等の光ディスクであってもよい。
なお、第1の画像取得部10、第2の画像取得部20、運転席乗員状態判定部30および後部座席乗員状態判定部40の各機能について、一部を専用のハードウェアで実現し、一部をソフトウェアまたはファームウェアで実現するようにしてもよい。このように、乗員状態判定装置1における処理回路200aは、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、または、これらの組み合わせによって、上述の各機能を実現することができる。
以上のように、車両の前方に設けられ、運転席の乗員を撮像する第1の撮像装置104が撮像した第1の画像を取得する第1画像取得部10と、後部座席の乗員およびルームミラー103を介して運転席の乗員を撮像する第2の撮像装置105が撮像した第2の画像を取得する第2画像取得部20と、第1の画像または第2の画像の少なくとも一方に基づいて運転席の乗員の状態を判定する運転席乗員状態判定部30と、第2の画像に基づいて後部座席の乗員の状態を判定する後部座席乗員状態判定部40と、を備える構成としたため、第1の撮像装置104が故障等で運転者の状態を精度よく判定できない場合においても第2の撮像装置105の画像から運転者の状態を判定することが可能となる。
また、第2の撮像装置105は後席シート102の上方に設けられており、ルームミラーを介して運転者を撮像するため、第2の撮像装置105の1台で運転者および後席の乗員の両方の状態を判定することが可能となり、コストを増加させることなく、運転者および後席の乗員の状態を判定することができる。
また、前席シート102の前方は、メーターやカーナビ等多くの電子機器が配置されており、スペース的に複数の撮像装置を配置することは困難である。したがって、本実施の形態1のように後席シート上方に設置した撮像装置でルームミラーを介して運転者を撮像することで撮像装置の配置が容易となる。
1 乗員状態判定装置、10 第1の画像取得部、20 第1の画像取得部、30 運転席乗員状態判定部、31 信頼度算出部、32 ミラー領域検出部、33 顔情報検出部、34 状態判定部、40 後部座席乗員状態判定部、50 制御装置、100 車室内、101 前席シート、102 後席シート、103 ルームミラー、104 第1の撮像装置、105 第2の撮像装置、106 ハンドル、200a 処理回路、200b プロセッサ、200c メモリ
Claims (4)
- 車両の前方に設けられ、運転席の乗員を撮像する第1の撮像装置が撮像した第1の画像を取得する第1画像取得部と、
後部座席の乗員およびルームミラーを介して前記運転席の乗員を撮像する第2の撮像装置が撮像した第2の画像を取得する第2画像取得部と、
前記第1の画像または前記第2の画像の少なくとも一方に基づいて前記運転席の乗員の状態を判定する運転席乗員状態判定部と、
前記第2の画像に基づいて前記後部座席の乗員の状態を判定する後部座席乗員状態判定部と
を備える乗員状態判定装置。
- 前記運転席乗員状態判定部は、前記第1の画像の信頼度を算出し、前記信頼度が予め定められた閾値以下の場合に前記第2の画像に基づいて前記運転席の乗員の状態を判定する請求項1記載の乗員状態判定装置。
- 前記運転席乗員状態判定部は、前記第1の画像および第2の画像の信頼度を算出し、前記信頼度が高いほうの画像に基づいて前記運転席の乗員の状態を判定する請求項1記載の乗員状態判定装置。
- 車両の前方に設けられ、運転席の乗員を撮像する第1の撮像装置が撮像した第1の画像を取得し、
後部座席の乗員およびルームミラーを介して前記運転席の乗員を撮像する第2の撮像装置が撮像した第2の画像を取得し、
前記第1の画像または前記第2の画像またはその両方に基づいて前記運転席の乗員の状態を判定し、
前記第2の画像に基づいて前記後部座席の乗員の状態を判定する、
乗員状態判定方法。
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2024100814A1 (ja) * | 2022-11-10 | 2024-05-16 | 三菱電機株式会社 | 異常姿勢検知装置、異常姿勢検知方法、および、車両制御システム |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2024100814A1 (ja) * | 2022-11-10 | 2024-05-16 | 三菱電機株式会社 | 異常姿勢検知装置、異常姿勢検知方法、および、車両制御システム |
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