JP5120044B2 - 運転者監視装置 - Google Patents

Description

この発明は、運転者監視装置に係り、特に運転者の呼気からのアルコール分の検出に基づいて車両を走行不可能にするインターロック装置を備えた運転者監視装置に関する。

車両においては、飲酒運転を防止する装置として、運転者の呼気のアルコール濃度検出装置を取り付け、運転者の呼気から規定値以上のアルコール分が検出されると、エンジンの始動を不可能にするインターロック装置が備えられた運転者監視装置を設置したものがある。この場合、インターロック装置は、エンジンの始動を制御する装置として機能を有し、運転者の呼気からのアルコール分の検出に基づいて車両を走行不可能にする。

従来、車両監視装置には、撮像装置（カメラ）で画像を取得し、車両への乗員入場と判断したときに、取得した画像と既に登録されている顔画像とを照合して他人による成りすましを検出するものがある。
自動車のインターロック装置には、最初に車両に乗り込む者を運転者に限定し、アルコール濃度の検出を行って合格すればテストを終了し、他の酒気を帯びた者が乗車しても、車両の正常な動作を可能とし、且つテスト終了後には他の者が運転者に代われないように監視するものがある。
事故抑止システムおよび方法には、本人カードに記録された状況データと受け取った状況データとを比較して、異常を検出し、運転者に警告するものがある。
眼追跡装置には、撮像装置により連続的に撮像された被撮像者の顔画像から眼を追跡するものにおいて、２つの眼鼻間距離が、分布において同様の箇所にあるときには、画像全体から検出した眼は誤りであると判断し、分布において異なる箇所にあるときには、画像全体から検出した眼は正しく検出されたと判断し、眼の追跡に失敗したときに、眼の追跡処理への復帰を良好に行うものがある。
特開２００４−２７６７８３号公報 特公昭５６−２６５７１号公報 特開２０００−３０１９６３号公報 特開２００５−３２７０７２号公報

ところで、従来、インターロック装置が備えられた運転者監視装置においては、アルコール濃度検出装置と撮像装置（カメラ）との両方の装置を備えたとしても、これら両方の装置の検知動作が連携していなければ、対象者の認証精度が低くなる。例えば、運転者以外の飲酒していない者によって一度インターロック装置がインターロック解除されてしまえば、その後、人が交代して飲酒している者が運転することも可能であり、運転者本人以外の、いわゆる、なり代わり、成りすましには対応できなかったという不都合があった。

そこで、この発明の目的は、アルコール検出と同時に行う撮影によってその対象者の認証を可能にするだけではなく、ヘッドレストの空間位置を利用して検出タイミングを交じえて、認証精度を向上することもできる運転者監視装置を提供することにある。

この発明は、車両内の運転者を撮影する撮像装置と、運転者の運転席への着座状態を検知する運転席乗員検知センサと、運転者の呼気からアルコール濃度を検出するアルコール濃度検出装置と、このアルコール濃度検出装置によりアルコール分が検出された場合に前記車両に搭載されたエンジンの始動を禁止するようにインターロック作動するインターロック装置とを備えた運転者監視装置において、前記運転席乗員検知センサに運転者のヘッドレストヘの接触を検知するヘッドレスト乗員検知センサを併設し、前記運転席乗員検知センサの出力信号と前記ヘッドレスト乗員検知センサの出力信号とが共に肯定されるステップと、前記アルコール濃度検出装置によるアルコール濃度検出と前記撮像装置による撮影とを同期して行うステップと、前記アルコール濃度検出装置によるアルコール濃度検出の結果がアルコール分のないことを肯定する場合に前記インターロック装置をインターロック解除にするステップとを備えた制御手段を設けたことを特徴とする。

この発明の運転者監視装置は、運転者が運転席に座った状態でないとアルコール濃度検出装置が作動しないようにして、運転者本人の検査実施を可能とすることができる。

この発明は、アルコール検知と同時に行う撮影によってその対象者の認証を可能にするだけではなく、ヘッドレストの空間位置を利用して検知タイミングを交えて、認証精度を向上することもできる目的を、運転者が運転席に座った状態でないとアルコール濃度検出装置が作動しないようにして、運転者本人の検査実施を可能として実現するものである。
以下、図面に基づいてこの発明の実施例を詳細且つ具体的に説明する。

図１、図２は、この発明の実施例を示すものである。
図１において、１は車両に搭載されるエンジン、２はこのエンジン１に連結した変速機である。エンジン１には、燃料噴射弁３と点火装置４とスロットルバルブ５とが設けられている。
また、車両には、運転者監視装置６が搭載される。
この運転者監視装置６は、車両のＣＡＮ通信システム等に代表される通信ネットワークシステム７の通信回線８に接続されている。
この通信回線８には、運転者の運転席への着座状態を検知する運転席乗員検知センサ９と、運転席の上部のヘッドレストに設けられて運転者の頭部のヘッドレストへの接触を検知するヘッドレスト乗員検知センサ１０とが併設して接続している。
このように、運転席乗員検知センサ９とヘッドレスト乗員検知センサ１０とを併設することにより、運転席への拘束力がより高くなり、運転者の顔の位置が決まって後述の撮像装置２０による画像収集の際の条件を揃えることができる。

また、前記通信回線８には、運転者の呼気からアルコール濃度を検出するアルコール濃度検出装置１１が接続している。このアルコール濃度検出装置１１は、検出本体１２と、運転者の呼気を吹き込むノズル１３とを備えている。検知本体１２は、例えば、ステアリングコラム部に固定又は取り外し可能に設けられる。なお、検知本体１２を、ステアリングコラム部だけでなく、インストルメントパネルのメータクラスタ付近やステアリングホイール、あるいは、運転席周囲等に設けることも可能である。

更に、前記通信回線８には、監視制御手段１４が接続している。この監視制御手段１４は、監視制御回路１５と、監視記録部１６と、画像音声処理装置１７とを備えている。
監視制御回路１５は、監視制御手段１４内の各種装置等の全体を制御する。
監視記録部１６は、運転者の顔情報等の各種情報をエンジン１の始動前に記録する。
画像音声処理装置１７は、画像処理回路１８と音声出力回路１９とからなる。画像処理回路１８は、運転者を撮影する撮像装置（カメラ）２０から出力された撮像信号を処理して通信回線８に出力する。音声出力回路１９は、警報装置（ブザー、スピーカー等）２１への音声信号を出力する。
撮像装置２０は、実際の物を撮像して３原色に代表される光学的な色周波数として捉えた画像の信号を出力するだけでなく、実際の物の表面形状までの距離を捉えた画像の信号を出力するものでも良い。この実際の物の表面形状までの距離を捉えた画像の信号を出力する撮像装置であるならば、３次元（立体）的な形状を含めて認識できるので、より本人確認の認識精度を高めることができる。

更にまた、前記通信回線８には、この発明に係る制御手段としてのエンジン制御手段（ＥＰＩ）２２が接続している。このエンジン制御手段２２は、変速機２・燃料噴射弁３・点火装置４・スロットルバルブ５等を作動してエンジン１の運転状態を制御するものであり、燃料噴射制御回路２３や点火時期制御回路２４等の制御回路を備えるとともに、イグニションスイッチ２５と車速センサ２６と変速段検出センサ２７等の外部検出手段に接続している。
また、エンジン制御手段２２は、アルコール濃度検出装置１１によりアルコール分が検知された場合に、エンジン１の始動を禁止するようにインターロック作動するインターロック装置２８を備えている。つまり、このインターロック装置２８は、エンジン１の運転状態を制御するエンジン制御手段２２によって構成される。そして、このエンジン制御手段２２は、外部装置としてのアルコール濃度検出装置１１と、画像音声処理装置１７を経た撮像装置２０とに、通信回線８を介して通信し、これら外部装置からの入力信号に基づいて、エンジン１の始動を許可又は運転の禁止をする。このエンジン制御手段２２においては、インターロック装置２８をインターロック作動にすれば、エンジン１が停止状態を保持して始動できない状態とする。
また、エンジン制御手段２２は、運転席に着座している人物が交代したことを判定した場合に、安定的な停車状態ならば、直ぐにエンジン１を停止する。車両の停止状態が、車速が零（０）、変速機２の変速段がニュートラル「Ｎ」といった停車状態であるケースが大半を占めると予想され、停車中であるから直ちに停止してもよいとは限らない。そのような停車中でも、変速機２がパーキング「Ｐ」やパーキンブレーキ使用状態ならば、遅滞なくエンジン１を停止しても不都合はない。坂道等での傾斜での運転者の交代は、故意に行わなければ、稀と考えられるが、結局、意図しない車両の不安全状態には配慮して止るのが望ましい。
更に、エンジン制御手段２２は、車両走行中にエシジン１を停止する必要が生じた場合に、別の警報装置による運転者への報知を伴いながら、車両の退避可能な時間を与えつつ、エンジン出力を抑制し、やがて車両の停止後にエンジン１を完全に停止させる。このエンジン出力の抑制は、スロットルバルブ５の作動制限、燃料噴射量の低減又はカット、点火時期の間引き、又は、それらの組合せによって行う。なお、車両退避時には、変速機２の変速を制御して車速を制限するようにした制御を組み合わせても良い。

また、前記通信回線８には、各種情報を表示する表示装置（インジケータ）２９が接続している。

エンジン制御手段２２は、運転席乗員検知センサ９の出力信号とヘッドレスト乗員検知センサ１０の出力信号とが共に肯定されるステップ（図２のステップＡ０３、ステップＡ０５参照）と、アルコール濃度検出装置１１によるアルコール濃度検出と撮像装置２０による撮影とを同期して行うステップ（図２のステップＡ０７参照）と、アルコール濃度検出装置１１によるアルコール濃度検出の結果がアルコール分のないことを肯定する場合にインターロック装置２８をエンジン１の始動を許可するようにインターロック解除にするステップ（図２のステップＡ１０参照）とを備える。つまり、インターロック装置２８は、エンジン制御手段２２によって、エンジン１の始動を禁止するようにインターロック作動状態にされ、又は、エンジン１の始動を許可するようにインターロック解除状態にされる。

また、エンジン制御手段２２は、インターロック装置２８をインターロック解除にした後に、運転席乗員検知センサ９の出力信号の変化に基づいて撮像装置２０により断続的に撮影するステップ（図２のステップＡ１４参照）と、エンジン１の始動前に撮影した画像と前記撮像装置２０により断続的に撮影した画像とを用いて本人認証を行うステップ（図２のステップＡ１５参照）とを備える。

更に、エンジン制御手段２２は、前記撮像装置２０により断続的に撮影した画像を用いて本人認証を行うステップ（図２のステップＡ１５参照）にて否定結果となった場合に、運転者に警報装置２１で警告し且つエンジン１の停止に向けてエンジン出力を制限するステップ（図２のステップＡ１２、ステップＡ１３参照）を備える。

次に、この実施例に係る運転者監視制御について、図２のフローチャートに基づいて説明する。
図２に示すように、イグニションスイッチ２５がアクセサリ電源（ＡＣＣ）に移行してエンジン制御手段２２がオンになると（ステップＡ０１）、先ず、アルコール濃度測定要求を音声等で行い（ステップＡ０２）、そして、運転席乗員検知センサ９が作動したか否かを判断し（ステップＡ０３）、このステップＡ０３がＮＯの場合には、表示装置２９をオンとしてその状況を表示し（ステップＡ０４）、前記ステップＡ０３に戻す。
このステップＡ０３がＹＥＳの場合には、ヘッドレスト乗員検知センサ１０が作動したか否かを判断し（ステップＡ０５）、このステップＡ０５がＮＯの場合には、表示装置２９をオンとしてその状況を表示し（ステップＡ０６）、前記ステップＡ０３に戻す。
このステップＡ０５がＹＥＳの場合には、アルコール濃度検出装置１１によりアルコール濃度を測定するとともに、撮像装置２０により運転者の顔の画像を収集し（ステップＡ０７）、アルコール濃度を「ＯＫ」又は「ＮＧ」で判定する（ステップＡ０８）。
このステップＡ０８で、「ＮＧ」と判定した場合には、警報装置２１で警報を発し且つ表示装置２９をオンとしてその状況を表示し（ステップＡ０９）、前記ステップＡ０２に戻す。
このステップＡ０８で、「ＯＫ」と判定した場合には、インターロック装置２８をインタロック解除にして（ステップＡ１０）、運転席乗員検知センサ９が作動したか否かを判断する（ステップＡ１１）。
このステップＡ１１がＮＯの場合には、警報装置２１で警報を発し且つ表示装置２９をオンとしてその状況を表示し（ステップＡ１２）、インターロック装置２８をインターロック作動として（ステップＡ１３）、前記ステップＡ０２に戻す。
前記ステップＡ１１がＹＥＳの場合には、撮像装置２０により画像収集を行い（ステップＡ１４）、前回収集した画像と運転者の顔情報とが一致するか否かを判断する（ステップＡ１５）。
このステップＡ１５がＹＥＳの場合には、前記ステップＡ１１に戻す。
一方、このステップＡ１５がＮＯの場合には、警報装置２１で警報を発し且つ表示装置２９をオンとしてその状況を表示し（ステップＡ１２）、インターロック装置２８をインターロック作動にして（ステップＡ１３）、前記ステップＡ０２に戻す。

この図２のエンジン制御手段２２におけるフローチャートは、イグニションスイッチ２５によって開始されている。このエンジン制御手段２２におけるフローチャートの開始を、イグニションスイッチ２５の操作時の中でも、アクセサリ電源（ＡＣＣ）がＯＮの時としているが、車両走行開始の意図をくむ準備段階ならばよいので、プッシュ型スタートスイッチの押下時やイグニションキーの挿入時等で行うことも可能であり、その他、着座検知時等でも望ましい。また、イグニションスイッチ２５としては、アルコール検査を行うための起動要求を行うリクエストスイッチとしても良い。その場合は、リクエストスイッチを切替操作した時点が、エンジン制御手段２２におけるフローチャートの開始となる。さらに、車両に搭載するシステム全体の簡素化のために、予め備わっているスイッチを利用して、ドア操作（開錠、リクエスト、開閉時）、シートベルト着用時等で、エンジン制御手段２２におけるフローチャートを開始するようにしても良い。
また、アルコール濃度検出（呼気検出）と同調して行う撮像装置２０による撮影は、通信回線８を通して同時に行う。通信回線８を介しているので、同期信号をとってカウントする等が可能なように、予めハード構成を揃えておく。ヘッドレスト乗員検知センサ１０を併設していることによって、乗員の頭部、つまり、撮影対象である運転者の顔を所望の位置に集中させることができ、認証する際の精度が高まる。また、広い範囲を写す広角レンズを使わなくても良くなるので、コスト的にも有利となる。
更に、撮像装置２０による撮影タイミングは、アルコール濃度検出の一連動作の中ならばいつでも良いが、回数が多い方が認証時の精度が高まる。例えば、アルコール濃度検出の一連動作の中でも、呼気検出時の直前に一回目、直後に二回目の撮影を行う。あるいは、この二回目は、アルコール検出操作を行う時からその結果の判断を出力するまでの間に行うようにしても良い。後者の方は、撮影時とアルコール検出操作時とが重ねられ、なり代わりの可能性を低め、顔の表情の変化を含めることができ、さらに、動画撮影の中から切り出すことも可能である。
更にまた、アルコール濃度検出装置１１と撮像装置２０とを一つの制御装置にまとめるならば、いずれか一方（呼気検出）の動作中に、他方（撮影）の動作を断続して行うように閉ループとしても良い。
また、それぞれのタイミングにおける１回の撮影で、あるタイミングからの時間の間に、微少時間のずれをおいて複数カットの撮影を行うようにしても良い。これにより、複数の顔を捉え、顔の表情の変化を含めることができる。そして、後の認証において、本人確認の精度を高めることができる。
更に、一旦インターロック装置２８のインターロック解除がなされた後は、累積に基づいた本人認証により、本人が肯定された場合に、エンジン１の始動許可状態（インターロック解除を保持）となり、始動操作に対し推進エンジンを始動し、その後、一連の走行が可能となる。推進エンジンが電動モータを含んで構成されているならば、起動してスタンバイ状態となり、その後の一連の走行が可能となる。
推進エンジンを始動した後も、引き続き、断続的に撮影した画像を用いて本人認証を行い、撮像装置２０による監視を継続する。断続的な撮影のタイミングとは、運転席乗員検出センサ９のみの信号出力に基づいて行うのが基本である。また、そのタイミングに加え、、特定の条件成立時を加えると良い。この特定の条件とは、いずれかのシートベルト着用検知状態に変化があったときに、変速機２がパーキング「Ｐ」、あるいは、ニュートラル「Ｎ」となった時、パーキングブレーキが操作された時、ドアが開閉された時、座席が移動された時等である。
そして、継続監視の結果が「ＮＧ」になったら、警報装置２１を作動したり、表示装置２９をオンとしたりして警報を行う。その後、車両の走行を継続するには、撮影を伴ったアルコール検出で再検査することが不可避となる。
なお、制御フロー中の動作終了タイミングは任意であり、イグニションスイッチ２５をオフにした際に、終了処理する。次回の制御開始のタイミングは、また最初から行う。

即ち、この実施例によれば、運転席に運転席乗員検知センサ９を設け、運転席に座った状態でないとアルコール濃度検出装置１１が作動しないようにする。これにより、運転者本人の検査実施が可能である。また、ヘッドレストにヘッドレスト乗員検知センサ１０を設け、アルコール濃度検出装置１１で測定しているときに、運転者の顔が運転時と同じ位置にくるようにする。このとき、ヘッドレスト乗員検知センサ１０の検知もなければ、アルコール濃度検出装置１１が作動しないようにする。検知できていない場合は、警報装置２１又は表示装置２９等で知らせる。
上記二つの乗員検知センサ９、１０が、共に乗員検知と判断したときに、はじめてアルコール濃度検出装置１１を作動させる。
車両内に撮像装置２０を設け、アルコール分の測定と同時に顔を撮影する。運転者がヘッドレストに頭部を付けた状態なので、運転時と同じ状況で撮影が可能となる。その後、同じ撮像装置２０によって運転者の顔を画像認識し、本人認証を行う。
そして、エンジン１を切るまでは定期的に運転者を監視し、運転者が交代したら再検査を要求する。運転者の交代と判断するのは、運転席の乗員検知が非検知になった場合と画像認識での本人認証で本人と不一致だった場合との、どちらか一方でも該当するときである。

以上、この発明の実施例について説明してきたが、上述の実施例の構成を請求項毎に当てはめて説明する。
先ず、請求項１に係る発明において、運転席乗員検知センサ９に運転者のヘッドレストヘの接触を検知するヘッドレスト乗員検知センサ１０を併設し、運転席乗員検知センサ９の出力信号とヘッドレスト乗員検知センサ１０の出力信号とが共に肯定されるステップと、アルコール濃度検出装置１１によるアルコール濃度検出と撮像装置２０による撮影とを同期して行うステップと、アルコール濃度検出装置１１によるアルコール濃度検出の結果がアルコール分のないことを肯定する場合にインターロック装置２８をインターロック解除にするステップとを備えたエンジン制御手段２２を設けた。
これにより、アルコール分の検出タイミングを含む特定時間に撮影した被験者（運転者）を撮影でき、いわゆる、なり代わり、成りすましを防止できる。また、ヘッドレストの使用のタイミングで被験者を撮影し、認証精度を上げることができる。更に、アルコール濃度検出中の顔の表情のバリエーションを含めて、本人認証に利用でき、認証精度を向上することができる。
また、請求項２に係る発明において、エンジン制御手段２２は、前記インターロック装置２８をインターロック解除にした後に、運転席乗員検知センサ９の出力信号の変化に基づいて撮像装置２０により断続的に撮影するステップと、エンジン１の始動前に撮影した画像と撮像装置２０により断続的に撮影した画像とを用いて本人認証を行うステップとを備える。
これにより、エンジン１の始動後に運転者が交代した等での成りすましを防止できる。
更に、請求項３に係る発明において、エンジン制御手段２２は、撮像装置２０により断続的に撮影した画像を用いて本人認証を行うステップにて否定結果となった場合に、運転者に警告し、且つエンジン１の停止に向けてエンジン出力を制限するステップを備える。 これにより、車両走行中に成りすましを誤判定した場合に、難なく車両を停止に導くことができる。

運転者が運転席に座った状態でないとアルコール濃度検出装置が作動しないようにして、運転者本人の検査実施を可能とすることを、他の制御と共に用いることができる。

運転者監視装置のシステム構成図である。 運転者監視制御のフローチャートである。

符号の説明

１ エンジン
６ 運転者監視装置
７ 通信ネットワークシステム（ＣＡＮ通信システム）
８ 通信回線
９ 運転席乗員検知センサ
１０ ヘッドレスト乗員検知センサ
１１ アルコール濃度検出装置
１４ 監視制御手段
１７ 画像音声処理装置
１８ 画像処理回路
１９ 音声出力回路
２０ 撮像装置
２１ 警報装置
２２ エンジン制御手段（制御手段）
２８ インターロック装置
２９ 表示装置

Claims (3)

1. 車両内の運転者を撮影する撮像装置と、運転者の運転席への着座状態を検知する運転席乗員検知センサと、運転者の呼気からアルコール濃度を検出するアルコール濃度検出装置と、このアルコール濃度検出装置によりアルコール分が検出された場合に前記車両に搭載されたエンジンの始動を禁止するようにインターロック作動するインターロック装置とを備えた運転者監視装置において、前記運転席乗員検知センサに運転者のヘッドレストヘの接触を検知するヘッドレスト乗員検知センサを併設し、前記運転席乗員検知センサの出力信号と前記ヘッドレスト乗員検知センサの出力信号とが共に肯定されるステップと、前記アルコール濃度検出装置によるアルコール濃度検出と前記撮像装置による撮影とを同期して行うステップと、前記アルコール濃度検出装置によるアルコール濃度検出の結果がアルコール分のないことを肯定する場合に前記インターロック装置をインターロック解除にするステップとを備えた制御手段を設けたことを特徴とする運転者監視装置。
2. 前記制御手段は、前記インターロック装置をインターロック解除にした後に、前記運転席乗員検知センサの出力信号の変化に基づいて前記撮像装置により断続的に撮影するステップと、前記エンジンの始動前に撮影した画像と前記撮像装置により断続的に撮影した画像とを用いて本人認証を行うステップとを備えることを特徴とする請求項１に記載の運転者監視装置。
3. 前記制御手段は、前記撮像装置により断続的に撮影した画像を用いて本人認証を行うステップにて否定結果となった場合に、運転者に警告し且つ前記エンジンの停止に向けてエンジン出力を制限するステップを備えることを特徴とする請求項２に記載の運転者監視装置。

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