JP6303907B2 - 運転者監視装置 - Google Patents

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Description

本発明は、車両の運転者を監視する運転者監視装置に関する。
運転者が脇見や居眠り等の危険な状態にあるか否かを判定して、危険な状態にある場合には運転者に警告等を行う監視装置が提案されている。例えば、特許文献1に記載の運転者監視装置は、運転者の顔に投影した輝点パターンを撮像して得た画像から、運転者の顔の上下の向きの傾き角度、左右の向きの傾き角度、及び斜めの傾き角度を求めている。そして、特許文献1に記載の装置は、求めた顔の傾き角度によって運転者が脇見や居眠り等の危険な状態にあるかどうか判定し、危険な状態となったときに運転者に警告を行っている。
特開10−960号公報
特許文献1に記載の装置では、脇見や居眠り等により姿勢が崩れた場合だけでなく、運転者の癖により姿勢が崩れた場合にも、危険な状態にあると判定され、運転者に警告が行われるおそれがある。
本発明は、上記実情に鑑み、姿勢崩れに応じて適切な通知を行うことが可能な運転者監視装置を提供することを主たる目的とする。
本発明は、上記課題を解決するため、運転者監視装置であって、カメラにより撮影された車両の運転席の画像に基づいて、運転者の姿勢崩れを検出する検出手段と、前記検出手段により検出された運転者の姿勢崩れが、前記運転者の癖による姿勢崩れか否か判定する判定手段と、前記判定手段により癖による姿勢崩れと判定された場合と、前記判定手段により癖以外の姿勢崩れと判定された場合とで、異なる態様により前記運転者に姿勢崩れに関する通知を行う通知手段と、を備える。
本発明によれば、カメラ画像に基づいて運転者の姿勢崩れが検出され、検出された運転者の姿勢崩れが、運転者の癖による姿勢崩れか否か判定される。癖による姿勢崩れの場合は、癖以外の姿勢崩れの場合よりも緊急性は低いが、運転者に姿勢崩れの改善を促すことが望まれる。そのため、癖による姿勢崩れと判定された場合と、癖以外の姿勢崩れと判定された場合とで、異なる態様により運転者に姿勢崩れに関する通知が行われる。よって、姿勢崩れに応じて運転者に適切な通知を行うことができる。
ドライバ監視装置の構成を示す図。 ドライバ監視装置を搭載した車室内を示す図。 姿勢崩れ量の一例を示す図。 姿勢正常時、癖による姿勢崩れ時、疲労や注意力低下による姿勢崩れ時における姿勢崩れ量の時間変化を示す図。 姿勢崩れに関する通知を行う処理手順を示すフローチャート。 ドライバに提示する適切な運転姿勢の一例を示す図。 ドライバに提示する姿勢崩れの影響の一例を示す図。
以下、ドライバ監視装置(運転者監視装置)を具現化した実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
まず、本実施形態に係るドライバ監視装置10の構成について、図1及び2を参照して説明する。ドライバ監視装置10は、ドライバモニタECU20、カメラ31、照明32、設定スイッチ36、ディスプレイ33、及びスピーカ34を備える。
カメラ31は、例えばCCDカメラであり、近赤外領域で高い感度特性を有するカメラである。照明32は、近赤外LED等の近赤外光を照射するものであり、カメラ31の近傍に設置されている。カメラ31は、図2に示すように、メータフード53に設置されており、照明32に照らされた車両の運転席を撮影する。詳しくは、照明32は、運転席のシート51のヘッドレスト51a周辺に向けて近赤外光を照射し、カメラ31は、照明32に照らされたヘッドレスト51a周辺を撮影する。すなわち、カメラ31は、運転席にドライバが着座している場合に、ドライバの顔周辺を撮影する。カメラ31は、1フレーム分の画像を撮像する度に、画像データをドライバモニタECU20へ送信する。なお、カメラ31は、シート51に着座したドライバの顔周辺を撮影できる位置であれば、ダッシュボードの上やステアリングコラム、Aピラー等に設置されていてもよい。また、カメラ31は、複数のカメラから構成され、それぞれのカメラが異なる位置に設置されていてもよい。
ドライバモニタECU20は、CPU、ROM、RAM及びI/O等を備えるマイクロコンピュータであり、検出手段21、判定手段22、開度算出手段23、及び停車手段24の各機能を実現する。また、ドライバモニタECU20は、ドライバの顔を撮影しやすいように、時間帯等に応じて照明32の光量を調整する。以下に、上記各機能について説明する。
検出手段21は、カメラ31により撮影された画像に基づいて、ドライバの姿勢崩れを検出する。詳しくは、検出手段21は、カメラ31により撮影された画像を認識して、姿勢崩れ量Lを算出する。姿勢崩れ量Lの定義は色々考えられるが、例えば図3に示すように、ヘッドレスト51aの中心を基準点とし、基準点とドライバの顔中心との距離を姿勢崩れ量Lとする。ヘッドレスト51aの中心の代わりに、ステアリング52の中心を基準点としてもよい。あるいは、ドライバが正面を向いた適切な姿勢でシート51に着座した時の顔中心を基準点として登録しておき、この基準点と画像から認識したドライバの顔中心との距離を姿勢崩れ量Lとしてもよい。
そして、検出手段21は、姿勢崩れ量Lが閾値Thよりも大きい場合に、運転者の姿勢崩れを検出する。閾値Thは、例えば、衝突時にエアバッグが正しく効果を発揮できる範囲の境界値とする。すなわち、閾値Thは、姿勢崩れ量Lが閾値Thよりも大きい場合には、エアバッグが正しい効果を発揮できないような値にする。エアバッグとしては、ステアリング52の上に展開する運転席エアバッグや、シート51とドアパネルの間に展開するサイドエアバッグ等がある。例えば、運転席エアバッグの場合、ステアリング52の上面に投影したドライバの頭部がエアバッグの展開領域から出ていると、衝突時にエアバッグが正しい効果を発揮できない。また、エアバッグとドライバの頭部との距離が近すぎると、エアバッグが展開したときにドライバの頭部は強い衝撃を受けることになり、衝突時にエアバッグが正しい効果を発揮できない。閾値Thは、車両に設置されているエアバッグの位置や大きさに応じて適切に設定すればよい。なお、閾値Thは、姿勢崩れの方向すなわち適正な運転姿勢からのずれの方向ごとに設定してもよい。
判定手段22は、検出手段21により検出された運転者の姿勢崩れが、運転者の癖による姿勢崩れか否か判定する。図4(a)に示すように、正常な姿勢の場合、姿勢崩れ量Lは閾値Thよりも小さい。また、図4(b)に示すように、癖による姿勢崩れの場合、運転開始直後から継続して、姿勢崩れ量Lは閾値Thよりも大きい。また、図4(c)に示すように、疲労や注意力低下による姿勢崩れの場合、姿勢崩れ量Lは、運転開始直後は小さいが、運転時間の経過に伴い大きくなっていく。そして、姿勢崩れ量Lは、閾値Thよりも大きくなった後は、継続して閾値Thよりも大きい。癖による姿勢崩れの場合、ドライバに直ちに注意を喚起する必要はないが、姿勢崩れが続くと疲労が蓄積されやすくなるため、姿勢を正すように促すことが望ましい。一方、疲労や注意力低下による姿勢崩れの場合、事故につながるおそれがあるため、直ちに注意を喚起して休息等を促す必要がある。
判定手段22は、運転開始直後(運転開始から所定時間内)から時間T1(崩れ判定時間)よりも長く継続して、検出手段21により運転者の姿勢崩れが検出されている場合に、癖による姿勢崩れと判定する。また、判定手段22は、姿勢崩れ量Lが閾値Th以下の値から運転時間の経過とともに大きくなって閾値Thを超えた場合に、疲労や注意力低下による姿勢崩れ、すなわち癖以外の姿勢崩れと判定する。あるいは、判定手段22は、運転開始から所定時間経過した以降に、時間T1よりも長く継続して検出手段21により運転者の姿勢崩れが検出されている場合に、癖以外の姿勢崩れと判定する。
判定手段22は、癖による姿勢崩れと判定した場合には、所定のタイミングで姿勢情報を提示するように、ディスプレイ33及びスピーカ34に指示を出し、癖以外の姿勢崩れと判定した場合には、直ちに注意を喚起するように、ディスプレイ33及びスピーカ34に指示を出す。なお、急激に姿勢崩れ量Lが大きくなって閾値Thを超え、時間T1経過する前に姿勢崩れ量Lが閾値Th以下になった場合は、ドライバは脇見等をしてすぐに姿勢を正しているので、ドライバに姿勢崩れに関する通知を行う必要はない。
癖以外の姿勢崩れのときに、ドライバに注意を喚起しても姿勢崩れが改善されず、且つドライバの眼が閉じている場合には、ドライバが意識の喪失等して、運転不能な状態になっているおそれがある。そこで、開度算出手段23は、カメラ31により撮影された画像を認識して、ドライバの眼の開度を算出する。眼の開度は、上瞼の輪郭と下瞼の輪郭との間隔から算出される。停車手段24は、癖以外の姿勢崩れに伴いドライバに注意が喚起された後に、ドライバの姿勢が改善されず、且つドライバが眼を閉じていると判定した場合に、車両を安全に停車させる信号を車両制御装置40へ送信する。停車手段24は、開度算出手段23により算出された眼の開度が、閾値Tho(開度閾値)よりも時間T2(開度判定時間)を超えて小さい場合に、ドライバが眼を閉じていると判定する。
ディスプレイ33(通知手段)は、車載情報端末のディスプレイや、メータパネル内に設けられている車載ディスプレイである。ディスプレイ33は、液晶パネルや有機ELパネルを備えたタッチディスプレイでもよい。スピーカ34(通知手段)は、車載情報端末やオーディオ装置等と共用される車載スピーカである。ディスプレイ33及びスピーカ34は、判定手段22により癖による姿勢崩れと判定された場合と、判定手段22により癖以外の姿勢崩れと判定された場合とで、異なる態様によりドライバに姿勢崩れに関する通知を行う。
詳しくは、ディスプレイ33及びスピーカ34は、癖による姿勢崩れの場合には、所定のタイミングで姿勢情報を提示する。姿勢情報は、姿勢を正すことを促す情報であり、適切な運転姿勢及び姿勢崩れの影響の少なくとも一方を含む情報であるとよい。所定のタイミングを停車タイミングとすると、走行時よりも安全に多くの姿勢情報を提示できる。また、ディスプレイ33及びスピーカ34は、癖以外の姿勢崩れの場合には、直ちにドライバに注意を喚起する。
設定スイッチ36(設定手段)は、ドライバが姿勢情報を提示する頻度を設定するためのスイッチである。設定スイッチ36は、機械スイッチでもよいし、ディスプレイ33と一体的に形成されたタッチスイッチでもよい。癖による姿勢崩れの場合、頻繁に姿勢情報を提示すると、煩わしく感じるドライバも存在する。このようなドライバは、設定スイッチ36を操作して、例えば1トリップ中に1回や数時間毎に1回のように、都合のよい頻度で姿勢情報を取得できるように設定できる。
次に、姿勢崩れに関する通知を行う処理手順について、図5のフローチャートを参照して説明する。本処理手順は、ドライバモニタECU20が実行する。
まず、姿勢崩れを検出したか否か判定する(S10)。すなわち、姿勢崩れ量Lが閾値Thよりも大きくなったか否か判定する。姿勢崩れを検出していない場合は(S10:NO)、S10の処理を繰り返し実行する。姿勢崩れを検出した場合(S10:YES)、次に、時間T1よりも長く継続して姿勢崩れを検出しているか否か判定する(S11)。時間T1よりも長く継続して姿勢崩れを検出していない場合は(S11:NO)、S10の処理に戻る。
一方、時間T1よりも長く継続して姿勢崩れを検出している場合は(S11:YES)、次に、癖による姿勢崩れか否か判定する(S12)。運転開始直後から姿勢崩れを検出している場合、すなわち、運転開始直後から時間T1よりも長く継続して姿勢崩れを検出している場合に、癖による姿勢崩れと判定する(S12:YES)。ここでは、運転開始直後を、シフトポジションをパーキングから移動させてから所定時間内、又は車両の走行を開始してから所定時間内とする。シフトポジションや走行開始は、車両センサ41の検出値に基づき判断する。一方、運転開始直後から姿勢崩れを検出していない場合、すなわち、運転開始直後よりも以降に、時間T1よりも長く継続して姿勢崩れを検出している場合に、癖以外の姿勢崩れと判定する(S12:NO)。
癖による姿勢崩れと判定した場合、次に、停車中か否か判定する(S13)。詳しくは、車両センサ41の検出値に基づいて、車速がVkm/h以下か否か判定する。Vkm/hは、0km/h(完全な停車)でもよいし、停車とみなせる程度に十分に低い速度(例えば1km/h)でもよい。停車中でないと判定した場合は(S13:NO)、S13の処理を繰り返し実行する。
一方、停車中と判定した場合は(S13:YES)、適切な運転姿勢及び姿勢崩れの影響を提示する(S14)。図6に、提示する適切な運転姿勢の一例を示す。図6に示す例では、正しい運転姿勢を図解するイラストレーションをディスプレイ33に表示させ、さらに、正しい運転姿勢を取る手順A〜Dをディスプレイ33に表示させるとともに、スピーカ34から音声出力させる。手順Aは、「正面を向いて座り、背もたれの位置を調整して、運転操作時に背もたれから離れないようにする」である。手順Bは、「シート位置を調整して、ペダルがしっかりと踏み込め、ハンドルを握ったときにひじが少し曲がるようにする」である。手順Cは、「ヘッドレストの中央が耳の上端あたりになるようにする」である。手順Dは、「シートベルトを正しく装着する」である。
また、姿勢崩れの影響を、ディスプレイ33に表示させるとともにスピーカ34から音声出力させる。姿勢崩れの影響の例としては、「崩れた姿勢で運転を続けると、疲労が蓄積して体に負担をかけることになります」、「崩れた姿勢で運転していると、運転操作がスムーズではなくなり、事故を起こす可能性が高くなります」といったものが挙げられる。
さらに、癖による姿勢崩れの崩れ方に応じて、姿勢情報の内容を変化させて提示してもよい。詳しくは、姿勢崩れの崩れ方を、前かがみになっている、リラックスしすぎている(仰け反っている)、ドアにもたれかかっている等のパターンに分類し、分類した姿勢崩れのパターンに対応した姿勢情報を提示する。
姿勢崩れのパターンの分類は、例えば、予め姿勢崩れのパターンを分類したテーブルを用意しておき、このテーブルと画像認識により検出したドライバの姿勢とを比較して行うことができる。その他の方法を用いて姿勢崩れのパターンの分類を行ってもよい。以下に、姿勢崩れのパターンに応じて提示する姿勢情報の例を説明する。
例えば、背中がシート51の背もたれについておらず、前かがみの姿勢になっている場合、図7(a)に示す例のように、前かがみの姿勢のイラストレーションをディスプレイ33に表示させる。これにより、ドライバは、自分の姿勢の癖を客観的に把握することができる。さらに、前かがみ姿勢の影響として、内容(1)及び(2)をディスプレイ33に表示させるとともにスピーカ34から音声出力させる。内容(1)は、「エアバッグが開いたときに強い衝撃を受けます」、内容(2)は、「ルームミラーやドアミラーに映る後方や後側面の位置がずれてしまうので、死角の範囲が広くなり十分な状況の確認がしにくくなります」である。この場合、適正な運転姿勢の情報として、図6の手順Aだけを提示するようにしてもよい。
また、腰がシート51についておらず、リラックスしすぎた姿勢になっている場合、図7(b)に示す例のように、リラックスしすぎた姿勢のイラストレーションをディスプレイ33に表示させる。さらに、リラックスしすぎた姿勢の影響として、内容(1)及び(2)をディスプレイ33に表示させるとともにスピーカ34から音声出力させる。内容(1)は、「衝突したときにシートベルトの下に体が潜り込んでしまう可能性があります」、内容(2)は、「前方の視界が悪くなります」である。この場合、適正な運転姿勢の情報として、図6の手順Bだけを提示するようにしてもよい。
次に、癖以外の姿勢崩れと判定した場合は(S12:NO)、直ちに注意を喚起する(S15)。具体的には、スピーカ34から警告音を出力する。あるいは、「休息を取ってください」といった注意を、ディスプレイ33に表示させるとともにスピーカ34から音声出力させる。
続いて、ドライバの姿勢が改善したか否か判定する(S16)。姿勢崩れ量Lが閾値Th以下になった場合には、ドライバの姿勢が改善したと判定して(S16:YES)、本処理を終了する。
一方、姿勢崩れ量Lが閾値Thよりも大きい状態のままの場合には、ドライバの姿勢が改善していないと判定して(S16:NO)、時間T2よりも長い間ドライバの眼が閉じているか否か判定する(S17)。すなわち、時間T2よりも長い間、目の開度が閾値Thoよりも小さいか否か判定する。
時間T2よりも長い間ドライバの眼が閉じている場合(S17:YES)、適切な制動及び操舵を行い安全に停車するように、車両制御装置40へ指示を出す。また、周囲の車両に危険を知らせるために、車両制御装置40へヘッドライトの灯火及びクラクションの吹聴の指示を出す。さらに、車両の他の搭乗者に危険を知らせるために、スピーカ34へ警報出力の指示を出す。
一方、時間T2よりも長い間ドライバの眼が閉じていない場合(S17:NO)、S13の処理と同様に停車中か否か判定し(S19)、停車中の場合には(S19:YES)、S14の処理と同様に、適切な運転姿勢及び姿勢崩れの影響を提示する(S20)。以上で本処理を終了する。
以上説明した本実施形態によれば、以下の効果を奏する。
・カメラ画像に基づいて検出されたドライバの姿勢崩れが、ドライバの癖による姿勢崩れか否か判定される。そして、癖による姿勢崩れと判定された場合と、癖以外の姿勢崩れと判定された場合とで、異なる態様によりドライバに姿勢崩れに関する通知が行われる。これにより、姿勢崩れに応じてドライバに適切な通知を行うことができる。
・一般的に、癖による姿勢崩れの場合、運転開始直後から継続して姿勢崩れが続くので、運転開始直後から時間T1よりも長く継続して姿勢崩れが検出されている場合には、癖による姿勢崩れと判定できる。
・癖による姿勢崩れと判定された場合には、所定のタイミングで姿勢情報が提示され、癖以外の姿勢崩れと判定された場合には、直ちに注意が喚起される。したがって、緊急性の低い癖による姿勢崩れと、緊急性の高い癖以外の姿勢崩れとで、それぞれに適した通知を行うことができる。
・癖による姿勢崩れと判定された場合には、適切な運転姿勢及び姿勢崩れの影響の少なくとも一方を含む姿勢情報を提示して、ドライバに運転姿勢を改善するように促すことができる。
・所定のタイミングを停車タイミングとすることにより、走行時よりも多くの情報を安全に提示できる。
・癖による姿勢崩れのパターンによって、適切な運転姿勢とのずれ方や姿勢崩れの影響が異なるので、癖による姿勢崩れのパターンに応じて、姿勢情報の内容を変化させて提示される。これにより、ドライバは、姿勢崩れのパターンに対応した情報を効率よく取得できる。
・癖による姿勢崩れの場合、頻繁に姿勢情報を提示すると、ドライバが煩わしく感じるおそれがあるため、ドライバに姿勢情報を提示する頻度を設定させる。これにより、ドライバは都合のよい頻度で姿勢情報を取得できる。
・癖以外の姿勢崩れとの判定に伴い注意を喚起した後に、ドライバの姿勢が改善されず、且つドライバが時間T2を超えて目を閉じている場合には、ドライバは意識喪失等により運転不能な状態であるおそれが高い。そのため、このような場合には、車両を安全に停車させることにより、事故を防ぐことができる。
(他の実施形態)
・癖による姿勢崩れと判定された場合は、複数の停車タイミングに分けて姿勢情報を提示するようにしてもよい。例えば、適切な運転姿勢の提示と姿勢崩れの影響の提示を、異なる停車タイミングで提示してもよい。また、図6に示す適切な運転姿勢を提示する場合、手順AからDまで順番に提示するようにして、1回目の停車タイミングで手順Bまで提示したら、2回目の停車タイミングで手順Cから提示するようにしてもよい。複数の停車タイミングに分けて姿勢情報を提示することにより、より多くの姿勢情報を安全に運転者に提示できる。なお、複数の停車タイミングに分けて姿勢情報を提示する場合、全ての姿勢情報を提示する前にドライバの姿勢が改善されれば、残りの姿勢情報の提示を中止するようにしてもよい。
・ドライバ監視装置10に外部記憶装置35を設け、癖による姿勢崩れと判定された場合に、その姿勢情報をドライバに対応づけて外部記憶装置35に記憶するようにしてもよい。あるいは、ドライバが自分の癖の姿勢を予めカメラ31で撮影して、外部記憶装置35に登録しておいてもよい。そして、判定手段22は、画像認識により運転開始直後に検出されたドライバの姿勢が、外部記憶装置35に記憶されているそのドライバの癖の姿勢情報と一致した場合に、癖による姿勢崩れと判定するようにしてもよい。
・姿勢情報の提示及び注意の喚起は、ディスプレイ33及びスピーカ34のいずれか一方のみで行ってもよい。
10…ドライバ監視装置、20…ドライバモニタECU、21…検出手段、22…判定手段、31…カメラ、33…ディスプレイ、34…スピーカ。

Claims (8)

  1. カメラ(31)により撮影された車両の運転席の画像に基づいて、運転者の姿勢崩れを検出する検出手段(21)と、
    前記検出手段により検出された運転者の姿勢崩れが、前記運転者の癖による姿勢崩れか否か判定する判定手段(22)と、
    前記判定手段により癖による姿勢崩れと判定された場合と、前記判定手段により癖以外の姿勢崩れと判定された場合とで、異なる態様により前記運転者に姿勢崩れに関する通知を行う通知手段(33,34)と、を備え
    前記判定手段は、運転開始直後から崩れ判定時間よりも長く継続して前記検出手段により前記運転者の姿勢崩れが検出されている場合に、前記癖による姿勢崩れと判定することを特徴とする運転者監視装置。
  2. 前記通知手段は、前記判定手段により癖による姿勢崩れと判定された場合に、所定のタイミングで姿勢情報を提示し、前記判定手段により癖以外の姿勢崩れと判定された場合に、直ちに注意を喚起する請求項1に記載の運転者監視装置。
  3. 前記姿勢情報は、適切な運転姿勢及び姿勢崩れの影響の少なくとも一方を含む情報である請求項に記載の運転者監視装置。
  4. 前記所定のタイミングは、停車タイミングである請求項2又は3に記載の運転者監視装置。
  5. 前記通知手段は、前記姿勢情報を、複数の前記停車タイミングに分けて提示する請求項に記載の運転者監視装置。
  6. 前記通知手段は、前記癖による姿勢崩れの崩れ方に応じて、前記姿勢情報の内容を変化させて提示する請求項2〜5のいずれかに記載の運転者監視装置。
  7. 前記姿勢情報を提示する頻度を前記運転者に設定させる設定手段(36)を備える請求項2〜6のいずれかに記載の運転者監視装置。
  8. 前記画像に基づいて、前記運転者の眼の開度を算出する開度算出手段(23)と、
    前記通知手段により注意を喚起した後に前記運転者の姿勢が改善されず、且つ前記開度算出手段により算出された前記開度が開度閾値よりも開度判定時間を超えて小さい場合に、前記車両を安全に停車させる信号を車両制御装置(40)へ出力する停車手段(24)と、を備える請求項2〜7のいずれかに記載の運転者監視装置。
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