JP4193001B1 - 車両用セキュリティーシステム - Google Patents

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Abstract

【課題】
本発明は、1つの撮像手段で複数方向の撮像を可能とし、不審者を車両荒らしや盗難防止などに用いられるセキュリティーシステムを安価に提供することを目的とする。
【解決手段】
撮像手段11と、撮像手段11から得られた画像のデジタル処理を行うデジタル処理手段21を有し、撮像手段11に対して傾斜した反射面13aを持つ反射体13を撮像手段11と対向して設けると共に、反射面13aを撮像手段11の中心軸の外周に配置し、撮像手段11が反射体13に反射した情報を撮像するようにした。
【選択図】 図1

Description

本発明は、撮像手段及び該撮像手段から得られた画像のデジタル処理を行うデジタル処理手段を有する車両荒らしや盗難防止などに用いられる車両用セキュリティーシステムに関するものである。
ユーザーの生態的特徴を用い、本人であることの認証手段を有するシステムが提案されている。
このシステムは、例えば被認証者の顔全体や瞳の虹彩等をカメラで撮像し、認証手段で、画像処理を施し被認証者を識別するための情報を抽出し予め登録してある情報と比較する。そして、両者の類似度を、登録されたユーザーであることを認証する設定値により判定することで、被認証者が本来のユーザーであるかどうかを認証するシステムである。
そして、このシステムを車両の盗難を防止する車両盗難システムに用いる場合においては、上記した認証手段がユーザーでないと判断した場合は、車両を起動させないことにより車両盗難を防ぐというシステムが知られている(例えば、特許文献1、特許文献2参照。)。
また、ユーザーの使用する時間帯において人物認識設定値を変化させ判別率を高める方法も知られている(例えば、特許文献3参照。)。
特開2000−168502号公報 特開2005−67353号公報 特開2006−306191号公報
上記したような従来のシステムは、カメラを用い人物が座席に着座した際に人物を認証し、不審者がいる場合において、車両を起動させない事により車両盗難を防ぐというシステムであるが、これらは車両に乗ってカメラ視野内に人物が写る場合において有効な手段であり、不審者がユーザーの車両付近にいて、車両内部を物色している場合や、車上荒らしなどの場合、レッカー車などで外部から持ち出しする場合、カメラそのものを破壊し車両を盗難する場合などにおいて、所有する車両での出来事は車両に戻った際あるいは車両の駐車場所に戻った際に気がつくものであり、車両周辺での状況判断および、即時対応性に課題があった。
本発明は、単一の撮像手段で複数方向の撮像を可能とし、不審者を車両荒らしや盗難防止などに用いられる車両用セキュリティーシステムを安価に提供することを目的とする。
本発明の目的は、車両内部に設けられる単一の撮像手段と、該撮像手段から得られた画像のデジタル処理を行うデジタル処理手段と、前記撮像手段の撮像情報を記憶する記憶手段と、警告を発する警告手段と、前記撮像手段の撮像領域に投光する投光装置とを有し、該撮像手段に対して傾斜した少なくとも3つの反射面を持ち中心軸が前記撮像手段の中心軸と一致した反射体を前記撮像手段と対向して設けると共に、前記少なくとも3つの反射面を前記撮像手段の中心軸の外周にフロントガラス側、両サイドガラス側に夫々配置し、前記撮像手段が前記反射体に反射した情報を撮像するようにし、かつ前記反射体が、前記少なくとも3つの反射面に加え、前記投光装置が照射する光を反射させ撮像範囲に投光するための少なくとも3つの投光用反射面を反撮像手段側に一体に備えており、前記デジタル処理手段は、前記記憶手段に記憶された情報と前記撮像手段から得られた画像を基にしたデータとを比較し、比較結果に基づいて前記警告手段に警告をさせることにより達成される。
本発明によれば、単一の撮像手段でフロントガラス側、両サイドガラス側車両外側の情報の撮像を可能とし、車両荒らしや盗難防止などに用いられる車両用セキュリティーシステムを安価に提供することが可能となると共に、更にフロントガラス側、両サイドガラス側車両外側の情報を夫々の反射面を介して撮像するため、デジタル処理手段によって処理する画像処理を容易にすることができる。更に、投光装置を有すると共に、反射体が、前記少なくとも3つの反射面に加え、投光装置が照射する光を反射させ撮像範囲に投光するための少なくとも3つの投光用反射面を反撮像手段側に一体に備えているため、撮像精度を向上させながら、容易にセキュリティーシステムの取り付けを行うことができる。
本発明セキュリティーシステムを、車両用セキュリティーシステムを例に図1〜図4を用いて説明する。
図1に示すように、セキュリティーシステムは、撮像手段である撮像装置11と、撮像装置11から得られた画像のデジタル処理を行うデジタル処理手段である処理装置21と、撮像装置11と対向して設けられた反射体13とを有し、撮像装置11が反射体13に反射した情報を撮像するようにした構成をしている。
撮像装置11は先端にカメラレンズ12を有するCCDカメラが用いられ、撮影された画像は処理装置21へDMA転送され画像処理が施される。
カメラレンズ12下方に位置する反射体13は、カメラレンズ12及び撮像装置11の中心軸11aに対して傾斜した反射面13aを有し、反射面13aに反射した情報がカメラレンズ12、撮像装置11を介して処理装置21に出力される。
反射面13aは撮像装置11の中心軸11aの外周に配置されているため、1つの撮像装置11で複数方向の撮像が可能となっている。
図1に示す実施形態では、反射体13は円錐形状に設けられた反射面13aを有する形状をし、反射体13の中心軸と撮像装置11の中心軸11aとが一致する構成をしており、このような構成とすることによって、図1に示す撮像可能範囲15、すなわち反射体13の外周方向を撮像可能となっている。
反射体13は反カメラレンズ12側に反射面13aと同様に円錐形状をした投光用反射面13bを有しており、その下方には、反射面13bに対して光を照射する投光装置14が設けられ、反射面13bによって反射された光が反射面13aを介して撮像される撮像範囲と同様の箇所に投光され、投光装置14を駆動させながら撮像することにより、より鮮明な撮像が可能となっている。なお、反射面13bは図1に示すように、反射面13bによって反射される光が撮像可能範囲15に対応するよう反射面13aの角度よりも鋭角な角度に形成されている。また、投光装置14は処理装置21と電気的に接続され、処理装置21により投光のオン、オフが制御されている。
上述した撮像装置11、カメラレンズ12、反射体13、投光装置14、処理装置21は、車両内に設けられ、撮像装置11及び反射体13は車両の中央付近に設けられることが望ましい。このような構成とすることにより、反射体13を介して1つの撮像装置11で少なくともフロントガラス、両サイドガラス側の車両外側の情報を撮像し、画像処理装置21に画像情報を出力することができる。
画像処理装置21は、窓ガラスの形状、ピラーの形状、窓ガラスの厚み、ガラス透過率の違いなどに関わり無く、画像処理が可能なよう、各条件に応じて画像の編集を行うことが望ましい。単に、撮像画像を切り取り、キャリブレーション処理を行ない、画像処理するだけでなく、画像を各々の窓枠ごとに切り取る際に、ガラスの厚みによる歪み、撮像装置11が反射体13を通じて撮影することにより発生する歪みを軽減できるようキャリブレーションを行なうことが望ましい。また、ガラスの透過率違いによる光量の差を低減できるように光量補正値を設定することが望ましい。
撮像装置11の撮像可能範囲は、窓枠ごとの画像を良好に取り込める位置に設置することが望ましく、車種ごとの窓枠の大きさ、車内広さに変化が生じる場合においても撮像可能範囲内に入ること、撮像装置11の被写界深度について、窓枠ごとの画像を良好に取り込める位置に設置する必要があり、車種ごとの窓枠の大きさ、車内広さに変化が生じる場合においても撮像可能範囲内に入ることを要することから、乗車室内天板に設置し、車両天板に対し撮像装置11を下向きに配置し、反射体13を、撮像装置11に対向するよう配置することが望ましい。
また、撮像装置11によって撮像される画像情報を基にフロントガラス、両サイドガラス及びリアガラス近傍を通過する者と、覗き込む顔との判別、及び使用者(登録者)を図3のフローチャートに示すように判断することが望ましい。また、本発明では、撮像装置11については、人間の顔成分を特徴良く取り込めるようにさせるという観点より、RGB成分を取り出せるカラーCCDカメラを用いた。但し、人間の顔を認知できる手段であればこのカメラに限ることではない。
投光装置14の投光光量については、撮像装置11の取り込む画像が、昼夜、天候を問わず周囲の光量と投光装置14からの光量によりハレーションを起こさず、同時に光量不足にならないよう、取り込める光量になるために、本発明においては、撮像装置11が撮影する画像全方向において一定の光量が得られるようにするという観点より、投光装置14に投光用反射体13bを対向して配置することにより、光量不足の際、不足分の光量を投光装置より補えるようにしている。
また、投光装置14は光量不足の状態においては、光源波長が周囲の照度に影響を受けず、且つ少ない光量においても撮影を可能にさせるという観点より、光源周波数が700nm以上の周波数領域であることが望ましい。
本実施形態において、処理装置21は、撮像装置11により撮影された画像を平滑化、照度調整、歪み補正、枠ごとの画像切り出し等の画像加工を施す。その際に画像における周囲の光量を数値化し予め設定している光量値に対応した電圧値を投光装置へ出力する。投光装置14はその電圧を受け光量出力を変化させ出力する事により、撮像装置11の画像光量を安定化させるようにしている。
取り込んだ画像は、人物像を切り出す必要があるため、切り取った画像を予め登録している顔情報の大きさに合わせるための拡大縮小加工を行なう。その後、画像の光量値を一定にさせるように光量変換を行ない画像の光量を一定化させている。その後、取り込み画像における反射体によって発生する歪み補正を行ない、画像の歪みを補正する。
歪み補正後の画像において、RGB要素を取り出し人間の肌色要素である成分比率を用い、顔及び頭皮部分を画像内部より切り出す。その際、画像内において、黒色成分が多いときなどは、人間の髪成分もしくは人間以外の他の部位であると判断し、車内を覗かれている可能性は低いと判断し、画像の切り出し及び顔のパターンマッチング処理は行なわないようにしている。
顔及び頭皮部分を画像内部より切り出した際には、車両使用許可者とそれ以外との人物認証を行なうためにはパターンマッチング処理を用い、予め登録している顔情報を元に一致率を算出しその数値を元に判定をさせている。
登録してある全ての人物に関して顔の輪郭及び目、鼻、口の位置情報、色情報における一致率の計算を行ない、前記一致率の最大値を元に車両利用許可者であるか判断を行う。一致率を向上させたい場合には、予め登録する画像において1人の人物を複数の角度より撮影した画像を登録しておいた場合の方が人物認証の的中率は向上する。
利用許可者で無いと判断した場合には、不審者として判断し、画像保存装置22に画像の保存、日時情報の保存を行なう。同時に図4に示すように通信装置24を用い、情報端末装置25に情報を送信し、情報端末装置25に付随の表示装置26に、前記不審者の発見あるいは異常状態を表示させるようにしている。なお、この際に、情報端末装置25に送信する画像情報は、撮像装置11が撮像する全ての画像情報ではなく、不審者と判断した顔付近の画像あるいは異常状態を判断した付近の画像となっており、表示装置26に表示される画像情報を基に不審者の判断、もしくは異常状態の判断が容易に行うことができるようにすることが望ましい。
また、画像保存装置22に保存した画像は、後に処理装置21を操作する事により何時でも閲覧が可能なようにしている。
また、処理装置21における、画像処理負荷の軽減及び、消費電力を抑えるという観点より、撮像した画像を常時パターンマッチング等の処理するのではなく、取り込んだ画像において、12箇所を切り出し、その画像において差分値を計算させている。近くに人物などが現れた際には、差分値計算のループより抜け出し、パターンマッチング処理を開始するようにさせる事により、処理装置の負荷を分散させている。
上記したように、撮像手段に対して傾斜した反射面13aを持つ反射体13を撮像装置11と対向して設けると共に、反射面13aを撮像装置11の中心軸の外周に配置し、撮像装置11が反射体13に反射した情報を撮像するようにしたことにより、1つの撮像装置11で複数方向の撮像を可能とし、車両荒らしや盗難防止などを精度良く検出する安価なセキュリティーシステムを提供することが可能となる。
なお、上記した処理装置21は取り込んだ画像を過不足無く処理するために、高速に処理が可能な装置を用いることが望ましく、また、不審者と判断した際には、車両所有者に異常情報を伝え、もしくは車両所有者よりの車両情報の問い合わせに対応できる機能を有する処理装置21が通信手段である通信装置24を有すること、更には、不審者の画像を保存し何時でも閲覧できるようにするために、画像保存装置22を有することが望ましく、このような構成とすることにより、更にセキュリティー性を向上させることができる。
本発明においては、処理装置21はカラーCCDカメラ11より画像取り込みが可能な画像処理ボード、画像処理言語が搭載でき、画像処理を行なえるコンピューターを用いた。但し、画像処理が出来るものであればよく、これに限定されるものではない。
通信手段24は本発明警告手段を構成し、処理装置21の処理結果に基づいて警告を発することにより、事前に車両荒らしや盗難などを防止することが可能となるようにしている。処理装置21が異常状態を検出した際には、予め接続させている通信手段24により車両所有者へ車両の異常状況を知らせることにより、更にセキュリティー性を向上させることが可能となる。
異常状態の1つの判断として、処理装置21は、車両使用者の人物画像を記憶することができる人物画像記憶手段を有し、処理装置21が、人物画像記憶手段に記憶された情報と、撮像手段より得られた画像の情報とを比較し、比較結果に基づいて警告を行う。これにより、車両使用者と不審者との判断を行い、不審者の存在を確認した際に警告を行うため、適切に車両荒らしや盗難などを防止することができるようになる。なお、警告手段は通信手段24でなくともライト、ブザーなどの警報を発するものであっても良い。
また、処理装置21と情報端末装置25との間による無線LANを用いた通信により、異常情報、車両情報の通信を行うようにしても良い。しかしながら、車両所有者への車両情報の通信が出来ればよいので、携帯電話などの小型化された情報端末を用いた手段などを用いてもよく、これに限定するものではない。
また、車両所有者が所有する情報端末装置25とセキュリティーシステムとを図4に示すように双方向通信可能な構成とし、セキュリティーシステムが異常状態を判断していない時であっても、情報端末装置25からの指令によりセキュリティーシステムが車両周囲の画像を情報端末装置25に送信する構成とすることにより、車両所有者が必要性を感じた際に車両近傍の情報を情報端末装置25を介して確認することができるため、車両所有者が安心感を得ることができるようになる。
更に、セキュリティーシステムに情報端末装置25からの指令によって駆動可能な警告手段(ブザーや、光など)を備えさせることが望ましい。これによって、情報端末装置25を介して車両近傍に異常な状態を感じた際に、車両近傍に存在する不審者などに警告を発することができ、よりセキュリティーを向上することができるようになる。
また、上述した処理装置21、撮像装置11、投光装置14は単独の電源によって駆動するものであっても良いが、車両の電源からインバータ回路を介して駆動するものであってよい。但し、これらのシステムが常に駆動した状態にあると電源の消費が著しいので、システムは車両停止時に動作するようにすることが望ましい。
また、少ない電力で起動するために、アプリケーションを含むシステム全体をコンパクトフラッシュ(登録商標)メモリ等を用い、ROM化することが望ましい。ROM化することによりディスクレス化が可能となり、ディスクレス化による省電力効果及び、振動に対する耐久性向上が望まれる。
システムの起動方法については、車両許可者が車両から十分に離れ、車両許可者によってシステムが異常状態にあると誤検出することがないよう、例えば車両のアクセサリー電源が切れたときより所定時間経過後(例えば60sec後)に起動するように設定するのが望ましい。また、起動させる設定時間については任意に設定が可能なようにしても良い。また、車両許可者が携帯する情報端末装置25よりシステムを起動させる方法を用いてもよい。
また、システムの作動方法について、画像のスキャン頻度を周囲の状況によって変わるように設定し、取り込んだ画像と、前回取り込んだ画像との差分を比較し一定値以上差が無い場合には変化なし、つまりは異常なしとして判断するようにしても良い。
また、画像のスキャン間隔を第1の間隔(例えば3sec)、第2の間隔(例えば1.5sec)など複数種の間隔を用意し、一定値以上差がないと判断した場合には所定期間だけ第2の間隔とし、更に所定期間画像に変化がないと判断した場合には、第1の間隔に戻すよう制御することにより、電力消費を抑えながら精度の良いセキュリティー性を保つことができる。また、スキャン間隔の時間を設定可能としても良い。
また、圧力センサ及び振動センサ等を用いて車両に加わる外力を基にシステムが起動する構成とする、あるいは外力を基にスキャン間隔を小さくするような構成としても良い。
更に、撮像手段から画像の変化で異常を判断しなかった場合であっても、車両に加わる外力が所定値を越え、もしくは所定時間を越えた場合には、車両所有者の情報端末に異常状態を送信する機能を併せ持たすことが望ましい。
次に、本発明車両用セキュリティーシステムの他の実施形態を図5に示す。
図5は車両用セキュリティーシステムを車両50に取り付けた状態を示すイメージ図であり、撮像装置11、カメラレンズ12、反射体13がユニット化された例で、撮像装置11に取り付けられた撮像装置用透明ケース17aによって反射体13が取り付けられる構成をしている。
このような構成とすることにより、反射体13と撮像装置11との位置関係に撮像上問題となるようなずれが発生することなく、容易にセキュリティーシステムの取り付けを行うことができる。なお、ケース17aを透明とすることにより、ケース17aの存在が撮像に影響をきたすことを抑制している。
また、本実施形態では、反射体13には投光装置14の投光を反射させる反射体13bが一体に設けられ、且つケース17aと一体に形成されたケース17bによって投光装置14が保持される構成をしている。このような構成とすることによって、投光装置14によって撮像精度を向上させながら、容易にセキュリティーシステムの取り付けを行うことができるようになる。
なお、52は車両のサイドガラスを示すが、セキュリティーシステムを構成する撮像装置11、反射体13は図に示すように、車両の天板53の中央位置に設置されるのが望ましい。
次に、本発明セキュリティーシステムを構成する反射体13の他の実施形態を図6〜図15に示す。
図6及び図7は反射面13aが外周方向に連続した円錐台形状をしており、図6と図7とでは反射面13aの曲面が異なっている。図6に示すように反射面13aが凸曲面をした構成は、図7に示すように反射面13aが凹曲面をした構成よりも、図2に示すような反射面13aを介して撮像装置11が撮像する範囲38が広い性質を持ち、図7に示す構成は図6に示す構成よりも、画像が細かい性質を持っており、目的、車両などに応じて選択されることが望ましい。
図8〜図12はいずれも4つの反射面13aを持つ形状をした実施形態であり、反射面13aの角度又は曲面が異なるものである。このような形状とすることにより、1つの反射面13aを介して撮像される画像がそれぞれ車両のフロントガラス側、サイドガラス側、リアガラス側の情報となり、処理装置21によって処理する画像処理が容易にすることができる。
また、車両の大きさに応じて図9、図10に示すように撮像範囲を大きくすることや、サイドガラスの角度を考慮して図10に示すように反射面13aを凹曲面に形成すること、設置位置あるいはサイドガラスの角度を考慮して、反射面13aの角度が異なる形状のものを選択することが望ましい。なお、図11及び図12は投光装置14の投光を反射させる反射面13bを一体に備えた反射体13を示す実施形態である。図12に示す構成は、反射面13aと反射面13bとの間に撮像装置11及び反射体13との軸方向に対して平行な面を有する台座部分を有するものである。
なお、図8〜図12はいずれも4つの反射面13aを持つ形状をしたものであるが、3つの反射面13aを持つ形状であっても、6つやより多面な形状をしたものであっても良い。
また、図13〜図15は、反射面13aの角度を表すイメージ図であるが、図に示すように、サイドガラスの角度、設置位置あるいはサイドガラスの角度を考慮して、種々の反射面13aの形状が考えられる。
本発明セキュリティーシステムの一実施形態を示すブロック図である。 図1の撮像イメージ図である。 本発明セキュリティーシステムの画像認証フローチャートである。 本発明セキュリティーシステムと情報端末装置との関係を表すイメージ図である。 本発明セキュリティーシステムの他の実施形態を示すイメージ図である。 本発明セキュリティーシステムを構成する反射体の他の実施形態を示すイメージ図である。 本発明セキュリティーシステムを構成する反射体の他の実施形態を示すイメージ図である。 本発明セキュリティーシステムを構成する反射体の他の実施形態を示すイメージ図である。 本発明セキュリティーシステムを構成する反射体の他の実施形態を示すイメージ図である。 本発明セキュリティーシステムを構成する反射体の他の実施形態を示すイメージ図である。 本発明セキュリティーシステムを構成する反射体の他の実施形態を示すイメージ図である。 本発明セキュリティーシステムを構成する反射体の他の実施形態を示すイメージ図である。 本発明セキュリティーシステムを構成する反射体の他の実施形態を示すイメージ図である。 本発明セキュリティーシステムを構成する反射体の他の実施形態を示すイメージ図である。 本発明セキュリティーシステムを構成する反射体の他の実施形態を示すイメージ図である。
符号の説明
11 撮像装置
11a 中心軸
12 カメラレンズ
13 反射体
13a 反射面
13b 反射面
14 投光装置
15 撮像可能範囲
16 投光装置よりの光
17a 撮像装置用透明ケース
17b 投光装置用透明ケース
21 処理装置
22 画像保存装置
23 表示装置
24 通信装置
25 情報端末装置
26 表示装置
38 撮像手段の視野範囲
50 車両
51 車両のフロントガラス
52 車両のサイドガラス
53 車両の天板

Claims (6)

  1. 車両内部に設けられる単一の撮像手段と、
    該撮像手段から得られた画像のデジタル処理を行うデジタル処理手段と、
    前記撮像手段の撮像情報を記憶する記憶手段と、
    警告を発する警告手段と
    前記撮像手段の撮像領域に投光する投光装置とを有し、
    該撮像手段に対して傾斜した少なくとも3つの反射面を持ち中心軸が前記撮像手段の中心軸と一致した反射体を前記撮像手段と対向して設けると共に、前記少なくとも3つの反射面を前記撮像手段の中心軸の外周にフロントガラス側、両サイドガラス側に夫々配置し、前記撮像手段が前記反射体に反射した情報を撮像するようにし、かつ前記反射体が、前記少なくとも3つの反射面に加え、前記投光装置が照射する光を反射させ撮像範囲に投光するための少なくとも3つの投光用反射面を反撮像手段側に一体に備えており、
    前記デジタル処理手段は、前記記憶手段に記憶された情報と前記撮像手段から得られた画像を基にしたデータとを比較し、比較結果に基づいて前記警告手段に警告をさせることを特徴とする車両用セキュリティーシステム。
  2. 前記少なくとも3つの反射面は、前記撮像手段の中心軸に対して略同等の角度で傾斜していることを特徴とする請求項1記載の車両用セキュリティーシステム。
  3. 前記デジタル処理手段は、前記撮像手段より得られた画像の中の人物画像を認識し、前記デジタル処理手段が行う前記比較は、前記記憶手段に記憶された車両使用者の人物画像と、前記撮像手段より得られた画像の中の人物画像とを比較し、前記デジタル処理手段は両者が一致しないとの比較結果に基づいて前記警告手段に警告を発せさせることを特徴とする請求項1あるいは請求項2記載の車両用セキュリティーシステム。
  4. 前記デジタル処理手段は、所定の間隔で前記撮像手段より画像を取得し、前記記憶手段に前記画像を記憶させ、該記憶された画像と新たに取得した画像とを比較し、比較結果に基づいて前記警告手段に警告を発せさせることを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか1項記載の車両用セキュリティーシステム。
  5. 前記警告手段は、車両使用者などの記憶された情報端末装置に通信を行う通信手段を有することを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれか1項記載の車両用セキュリティーシステム。
  6. 前記反射体は、4つの反射面を有した四角錐形状であることを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれか1項記載の車両用セキュリティーシステム。
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