JP5859717B2 - エチルアルコール検知装置 - Google Patents
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赤外線波長帯域に感度を有する受光素子と、
車両の運転者の顔面皮膚露出部を被写体とし、皮膚直下の毛細血管により特定波長が減衰して被写体から放射された赤外光を前記受光素子に結像させる光学系と、
被写体からのエチルアルコールの吸収波長を含むm個の吸収波長帯域(λ1,λ2)の赤外光を選択的に透過させる吸収波長フィルタリング手段と、
被写体からの赤外光の内、エチルアルコールの吸収波長の何れかを吸収波長として含むエチルアルコールとは異なる所定の物質の吸収波長であって、エチルアルコールの吸収波長ではない波長を含む少なくとも1個の参照波長帯域(λ3)の赤外光を選択的に透過させる参照波長フィルタリング手段と、
吸収波長フィルタリング手段を透過して結像された被写体の測定データ(L1,L2)、及び参照波長フィルタリング手段を透過して結像された被写体の測定データ(L3)を、メモリに記憶する信号処理部と、
メモリに記憶された少なくとも3個の測定データ(L1,L2,L3)により形成される3次ベクトルLと、メモリに予め記憶された吸収波長帯域(λ1,λ2)及び参照波長帯域(λ3)に対応する少なくとも3個の基準データ(R1,R2,R3)により形成される3次ベクトルRとが、3次元空間上でなす交差角θを算出する計算部と、
交差角θが所定値以下であるときに運転者の血中に含まれるエチルアルコールの検出を判定し、交差角θが前記所定値を越えているときに当該エチルアルコールの非検出を判定する判定部と、
を備えたことを特徴とする。
θ=cos -1 [(L 1 R 1 +L 2 R 2 +L 3 R 3 )/|L|*|R|]
(1)
ここで、|L|、|R|はベクトルの絶対値である。
θ=cos-1[(L1R1+L2R2+L3R3)/|L|*|R|]
=cos-1[7209/(√11985*√4338)]
=cos-1[0.9998]
=0.020 (rad)
ここで、ベクトルの絶対値|L|、|R|は
|L|=√(L12+L22+L32)
|R|=√(R12+R22+R32)
から導かれる。
λ1=2.77,λ2=3.37,λ3=7.1,λ4=8.0, λ5=9.5(μm)
とし、n=4となる参照波長は
λ6=3.0,λ7=3.28,λ8=4.5,λ9=6.0(μm)
としている。
図8の一覧から基準データ(R1〜R9)の基準ベクトルRと、測定データ(L1〜L9)の測定ベクトルLとが9次元空間でなす交差角θは次式から導かれる。
cosθ=[(L1R1+L2R2+・・・+LkRk+・・・Lm+nRm+n)/|L|*|R|]
=26130/(√42857*√15951)
=0.9994
θ=cos-10.9994 = 0.035 (rad)
このような算出された確率度としてのベクトル交差角θは充分に小さく零に近い値であることから、測定サンプルがほぼエチルアルコールと識別できることが、確率度から判断できる。
cosθ=[(L1R1+L2R2+・・・+LkRk+・・・Lm+nRm+n)/|L|*|R|]
=23650/(√42857*√15815)
=0.9084
θ=cos-10.9084=0.431 (rad)
この場合の交差角θは、測定サンプルをエチルアルコールとした場合の値よりも十分に大きく、被検サンプルはエチルアルコールとは異なることが、確率度から判断できる。
11:CPU
12:赤外線カメラ
14:波長可変フィルタ
16:カメラ制御部
18:フィルタ駆動部
20:赤外線光源
22:個人認証メモリ
24:メモリ
26:エンジンECU
28:音声警報部
30:外部通報部
32:ナビゲーションシステム
34:ディスプレイ
36:エチルアルコール検知部
38:酒気帯び処理部
40:撮像制御部
42:計算部
44:判定部
46−1:吸収波長測定データ
46−2:参照波長測定データ
48−1:吸収波長基準データ
48−2:参照波長基準データ
50:対物レンズ
52:結像レンズ
54:撮像素子
56:フィルタ切替ユニット
58−1:λ1フィルタ
58−2:λ2フィルタ
58−3:λ3フィルタ
Claims (3)
- 赤外線波長帯域に感度を有する受光素子と、
車両の運転者の顔面皮膚露出部を被写体とし、皮膚直下の毛細血管により特定波長が減衰して前記被写体から放射された赤外光を前記受光素子に結像させる光学系と、
前記被写体からのエチルアルコールの吸収波長を含む少なくとも2個の吸収波長帯域(λ1,λ2)の赤外光を選択的に透過させる吸収波長フィルタリング手段と、
前記被写体からの赤外光の内、前記エチルアルコールの吸収波長の何れかを吸収波長として含む、エチルアルコールとは異なる所定の物質の吸収波長であって、前記エチルアルコールの吸収波長ではない波長を含む少なくとも1個の参照波長帯域(λ3)の赤外光を選択的に透過させる参照波長フィルタリング手段と、
前記吸収波長フィルタリング手段を透過して結像された被写体の測定データ(L1,L2)、及び前記参照波長フィルタリング手段を透過して結像された被写体の測定データ(L3)を、メモリに記憶する信号処理部と、
前記メモリに記憶された少なくとも3個の測定データ(L1,L2,L3)により形成される3次ベクトルLと、前記メモリに予め記憶された前記吸収波長帯域(λ1,λ2)及び参照波長帯域(λ3)に対応する少なくとも3個の基準データ(R1,R2,R3)により形成される3次ベクトルRとが、3次元空間上でなす交差角θを算出する計算部と、
前記交差角θが所定値以下であるときに前記運転者の血中に含まれるエチルアルコールの検出を判定し、前記交差角θが前記所定値を越えているときに当該エチルアルコールの非検出を判定する判定部と、
を備えたことを特徴とするエチルアルコール検知装置。
- 請求項1記載のエチルアルコール検知装置に於いて、前記計算部は、3次ベクトルLの成分を(L1,L2,L3)とし、3次ベクトルRの成分を(R1,R2,R3)としたとき、前記ベクトルLとベクトルRのなす交差角θを次式により算出することを特徴とするエチルアルコール検知装置。
θ=cos-1[(L1R1+L2R2+L3R3)/|L|*|R|]
- 請求項1記載のエチルアルコール検知装置に於いて、前記吸収波長フィルタリング手段及び参照波長フィルタリング手段として、干渉フィルタ、回折格子または波長可変フィルタを用いたことを特徴とするエチルアルコール検知装置。
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