JP6671268B2 - 呼気アルコール検知のための認証システム及び認証方法 - Google Patents
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Description
しかし、ドライバの利便性向上には、呼気計測した人物がだれであるか(なりすましがないか)を判定することに加えて、携帯可能な端末装置を使用することで、車に乗り込む前に判定できる技術が必要となる。これらを同時に達成する技術は開示されていない。
その他の解決手段は実施形態中に記載する。
まず、図1から図15を参照して、本発明の第1実施形態について説明する。
(呼気導入装置1+端末装置2)
図1は、第1実施形態で用いられる呼気導入装置1及び端末装置2の外観図である。
ここで、端末装置(認証システム、携帯端末)2は、スマートフォンや、タブレット端末等といった携帯可能なものである。端末装置2は、撮影装置(撮影部)21と、タッチパネルである表示入力装置(表示部)22とが備えられており、呼気導入装置1からケーブル3を介して送られた情報を処理する。端末装置2の詳細については後記する。
呼気導入装置(外気導入装置、認証システム)1は、ケーブル3を介して端末装置2と接続され、呼気(外気)が導入される呼気導入口(外気導入部)11を備えている。また、呼気導入装置1は、後記するように各種センサを備えている。呼気導入装置1の詳細については後記する。撮影装置21は、呼気導入口11と同じ方向に備えられている。すなわち、撮影装置21は、呼気導入口11の方向に備えられている。
なお、ケーブル3はUSB(Universal Serial Bus)ケーブル等である。
図2は、第1実施形態で用いられる第1認証処理の概略を示す図である。なお、本実施形態では、図2に示す第1認証処理と、後記する第2認証処理との2段階認証が行われる。適宜、図1を参照する。
図2において、中段に呼気導入装置1+端末装置2とユーザとの距離、上段及び下段に端末装置2の撮影装置21で撮影された画像の例が示されている。上段には認証OKの画像例が示され、下段には認証NGの画像例が示されている。
図2に示されている「T0」〜「T3」は時刻を示しており、「T0」→「T1」→「T2」→「T3」の順に時刻が進む。なお、時刻「T0」は呼気導入が開始された時刻である。時刻「T1」では呼気導入が終了している。また、図2の中段に示す符号Aは撮影装置21の撮影範囲を示す。
時刻「T0」で呼気導入装置1の呼気導入口11から呼気導入が行われたことを契機として、端末装置2の撮影装置21が撮影を行う。このとき、ユーザは呼気導入装置1の呼気導入口11に顔(口)を近づけている。そのため、呼気導入装置1に装着されている端末装置2にもユーザは顔を近づけている。そのため、時刻「T0」で撮影された画像P10では、ユーザの口周辺が写っている。また、時刻「T0」ではユーザが呼気導入を行っている最中であるので、画像P10ではユーザの口が開いた状態となっている。
このようにして撮影された時刻「T1」、「T2」、「T3」のそれぞれの画像を画像P11〜P13として示す。前記したように、時刻「T1」、「T2」、「T3」それぞれのタイミングで撮影された静止画像を画像P11〜P13としてもよいし、動画から時刻「T1」、「T2」、「T3」それぞれのタイミングに相当する静止画像を抽出して、画像P11〜P13としてもよい。画像P10〜P13を第1画像群と称する。ここでは、動画から静止画像を抽出しているものとする。動画から静止画像を抽出することにより、静止画像の連続撮影によって取得された画像よりも各画像間の時間間隔が短い静止画像を取得することができ、認証の精度を向上させることができる。
また、図2の中段に示すように、呼気導入が終了したので、ユーザは時刻「T1」〜「T3」にかけて呼気導入装置1+端末装置2を少しずつ、顔から離していく。そのため、画像P11〜P13にかけて、写っている顔の範囲が広くなっていく。
端末装置2は、画像P10〜P13における口周辺の特徴量等を基に、画像P10〜P13に写っている人物がすべて同一人物であるか否かを判定する。図2の上段に示す画像P10〜P13に写っている人物は同一人物であるので、端末装置2は認証OKの判定を行う。
このような場合、端末装置2は認証NGの判定を行う。
なお、図2では、4つの画像が撮影されているが、4つに限らない。
図3及び図4は、第1実施形態で用いられる第2認証処理の概略を示す図である。図3において、図1と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
第1認証処理で、端末装置2が認証OKの判定を行い、かつ、呼気導入口11から導入された呼気のアルコール濃度が所定の閾値以下であると、図3に示すように端末装置2は呼気アルコール濃度の判定(飲酒判定:OK)や、導入された呼気量についての情報(呼気量:OK)とともに、確認ボタン(シンボル)Bを表示入力装置22に表示する。
端末装置2は、第1認証処理時に取得した画像P10〜P13のすべてと、確認ボタンBの選択入力時に撮影された画像P30とを比較し、顔の特徴点から画像P10〜P13と、画像P30とに写っている人物が同一人物であるか否かを判定する。
同一人物である場合、自動車のキーを解錠する等の処理を端末装置2が行う。また、この際、飲酒判定に応じて端末装置2と自動車とが連動して所定の動作をするようにしてもよい。
呼気を導入中の画像P10と、画像P11〜P13及び画像P30に写っている人物が同一人物であるか否かを判定することにより、呼気成分の解析後(飲酒の有無判定後)、確認ボタンBを選択入力した人物が呼気を導入した本人であるか否かを判定することができる。
なお、第1認証処理時に取得した画像P10〜P13のいずれか(少なくとも呼気導入時の画像P10や、第1画像群の最後の画像である画像P13)と、確認ボタンBの選択入力時に撮影された画像P30が同一人物であれば、第2認証処理でOKと判定されてもよい。
図5は、第1実施形態で用いられる撮影装置21と呼気導入口11との距離を示す図であり、(a)は、撮影装置21と呼気導入口11との距離の定義示す図であり、(b)は、撮影装置21と呼気導入口11との距離毎における画像を示す図である。
呼気導入時に撮影される画像(図2の時刻「T0」で撮影される画像)は、少なくとも口が写っている。このように呼気導入時に撮影される画像に口が写るようにすることにより、実際に呼気導入を行っているか否かを判定することができる。
図5(a)に示すように撮影装置21と、呼気導入口11の中心との距離をDとすると、図5(b)に示すように、D=0〜5cmまでは口が写っているが、D=6cmでは口のすべてが写っていない。従って、撮影装置21(レンズ)と、呼気導入口11の中心との距離は0〜5cmとするのがよい。なお、D=0とは、呼気導入口11の中心に撮影装置21が設置されている状態であり、例えば、呼気導入口11が透明な部材で構成され、その透明な部材の背面に撮影装置21が設置されている状態である。
図6は、第1実施形態で用いられる呼気導入装置1と、端末装置2のハードウェア構成を示す図である。
呼気導入装置1は、センサ装置(検知部)12、計測制御装置13、処理装置14、送受信装置15、記憶装置16を有している。
センサ装置12は、各種センサを備え、呼気導入口11(図1参照)から導入された呼気に含まれるガス等についての検出信号を計測制御装置13へ送る。センサ装置12については後記する。
処理装置14は、計測制御装置13を介して取得したセンサ装置12の各センサ121〜127(図7参照)の出力を取得し、必要に応じて処理を行う。処理装置14については後記する。
送受信装置15は、ケーブル3(図1参照)を介してセンサ装置12の各センサ121〜127の出力値や、処理装置14の処理結果等を端末装置2へ送信する。
記憶装置16は、センサ装置12の各センサ121〜127の出力値や、処理装置14の処理結果等を格納する。
主記憶装置であるメモリ24には、記憶装置25に格納されているプログラムがロードされ、CPU23によって実行されることで後記する各部200〜209(図9参照)が具現化する。
記憶装置25は、ROM(Read Only Memory)等であり、メモリ24で実行されるプログラムや、各部200〜209で処理された結果等が格納される。
表示入力装置22は、タッチパネルであり、表示とともに入力が可能である。
送受信装置26は、ケーブル3を介して呼気導入装置1から情報を取得したり、後記するサーバ6との送受信を行ったりする。
センサ装置12は、水素センサ(検出素子)121、水蒸気センサ(飽和水蒸気検出素子)122、アセトアルデヒドセンサ(検出素子)123、アルコールセンサ(検出素子)124を有するガスセンサ装置120と、口臭センサ125、温度センサ126、湿度センサ127を有する。
水素センサ121は、呼気中の水素レベルを検出する。水蒸気センサ122は、導入された外気(呼気)が飽和水蒸気であり、かつ呼気に含まれる各ガス濃度(特にエタノール濃度)の算出等に十分な導入量であるか否かを検出する。アセトアルデヒドセンサ123は、呼気中のアセトアルデヒドレベルを検出する。アルコールセンサ124は、呼気中のアルコール(エタノール)レベルを検出する。
なお、口臭センサ125は省略可能である。
図8は、第1実施形態で用いられる呼気導入装置1のソフトウェア機能ブロック図である。
呼気導入装置1は処理部100を有している。そして、処理部100は判定部101及び送信処理部102を有している。各部100〜102における処理の詳細は後記する。
判定部101は、センサ装置12における各センサ121〜127の出力値が正常であるか否かを判定する。
送信処理部102は、各センサ121〜127の出力値、判定部101による判定結果等を端末装置2(図1参照)へ送信する。
なお、前記したように、図8の各部100〜102は、図7の処理装置14におけるメモリ142の各種プログラムがCPU141によって実行されることで具現化する。
端末装置2は処理部200を有している。そして、処理部200は、出力値取得部201、水蒸気センサ出力処理部202、表示処理部203、ガス濃度算出処理部(濃度算出部)204、撮影処理部205、飲酒判定処理部(第1の解析部)206、第1認証処理部(認証部)207、運転可能時間算出部208、第2認証処理部(認証部)209を有する。各部200〜209における処理の詳細は後記する。
水蒸気センサ出力処理部202は、水蒸気センサ122で検出された出力値が所定の閾値以下であるか否かの判定等を行う。
表示処理部203は、表示入力装置22(図6参照)に対する表示を行う。
ガス濃度算出処理部204は、各センサ121〜127の出力値を基に、呼気に含まれる各ガスの濃度を算出する。
撮影処理部205は、撮影装置21に撮影を行わせる。
第1認証処理部207は、第1認証処理を行う。
運転可能時間算出部208は、飲酒判定処理部206によって飲酒していると判定された場合、ガス濃度算出処理部204が算出した呼気中のアルコール濃度等を基に、運転可能な程度に血中アルコール濃度が下がるまでの時間を算出する。
第2認証処理部209は、第2認証処理を行う。
前記したように、図6のメモリ24に記憶装置25に格納されているプログラムがロードされ、ロードされたプログラムがCPU23によって実行されることで各部200〜209が具現化する。
次に、図10〜図15を参照して、呼気導入装置1及び端末装置2の処理を説明する。図10〜図15において、適宜、図1、図6〜図9が参照される。
(初期処理)
図10は、第1実施形態で用いられる初期処理の手順を示すフローチャートである。ここで、初期処理とは、呼気導入装置1の電源がオンになったときに行われる処理である。
まず、ユーザによって呼気導入装置1と、端末装置2とがケーブル3で接続される(S101)。
呼気導入装置1と、端末装置2とがケーブル3で接続されることにより、呼気導入装置1の電源がオンとなる(S102)。このようにすることにより、呼気導入装置1の電源をオンし忘れることを防止することができる。
そして、以下に示す各センサ121〜127の初期化処理が実行される。
次に、呼気導入装置1(その処理部100)の判定部101は、取得した各センサ121〜127の出力値のすべてが所定の閾値以下であるか否かを判定する(S112)。
ステップS112の結果、取得した各センサ121〜127の出力値のすべてが所定の閾値以下である場合(S112→Yes)、呼気導入装置1の送信処理部102は、各センサ121〜127の出力値のすべてが所定の閾値以下である旨の情報(正常情報)を端末装置2へ送信する(S113)。
端末装置2の表示処理部203は、各センサ121〜127が正常に動作しているため、呼気計測開始可能である旨の情報(呼気計測開始可能情報)を表示入力装置22に表示する(S114)。
ステップS121の結果、所定時間が経過していない場合(S121→No)、呼気導入装置1の処理部100はステップS111へ処理を戻す。
ステップS121の結果、所定時間が経過している場合(S121→Yes)、呼気導入装置1の送信処理部102は、異常値を示しているセンサがある旨の情報(異常情報)を端末装置2へ送信する(S122)。
そして、端末装置2の表示処理部203は、センサの異常が発生している可能性のある旨の情報(異常可能性情報)を表示入力装置22に表示する(S123)。
図11は、第1実施形態で用いられる呼気計測処理の全体処理の手順を示すフローチャートである。
図10のステップS113で各センサ121〜127が正常に動作しているため、呼気計測開始可能である旨の表示を確認したユーザは、呼気計測アプリケーションの実行を指示する(S201)ことで、図9に示す各部200〜209が起動される。
次に、ユーザは、端末装置2を操作して飲酒判定モード及び解析モードのいずれか一方を選択する(モード選択処理:S202)。ここでは、飲酒判定モードが選択されたものとする。
端末装置2で、各部200〜209のすべてが起動されると、端末装置2の表示処理部203が呼気導入を促す旨の情報(呼気導入指示)を表示入力装置22に表示させる(S203)。
呼気導入を促す旨の情報が表示されていることを確認したユーザは、呼気導入装置1の呼気導入口11から呼気を導入する(S204)。つまり、ユーザは、呼気導入口11に口を近づけて呼気を吹き付ける。
その後、端末装置2は、第1認証処理(S300)、誤検知防止処理(S400)、呼気アルコール判定処理(S500)の各処理を並列で行う。第1認証処理(S300)、誤検知防止処理(S400)、呼気アルコール判定処理(S500)の各処理については後記する。
図12は、図11の第1認証処理(S300)の詳細な手順を示すフローチャートである。
図11のステップS204で呼気が導入されると、端末装置2の水蒸気センサ出力処理部202は、水蒸気センサ122の出力値Vhが、十分な呼気導入が行われていることを示す閾値Vth1以上であるか否かを判定する(S301)。
なお、ここでは、十分な呼気導入が行われていることを示す閾値Vth1が用いられているが、呼気導入が始まったことを示す閾値Vth2が用いられてもよい。
図13では、縦軸が水蒸気センサ122の出力値を示し、横軸が時間を示している。時刻t0で呼気導入が始まったとすると、水蒸気センサ122の出力値はグラフL1に示すように上昇していく。なお、前記したように水蒸気センサ122は、導入された外気(呼気)が飽和水蒸気であるか否かを検出するものであるため、いわば、「0」か「1」かの出力となる。しかしながら、実際には出力値が瞬時に上昇することはなく、図13に示すように、極めて短時間ではあるが、所定の時間をかけて出力値が上昇していく。
ここで、閾値Vth2は、呼気導入が始まったことを示す閾値である。水蒸気センサ122のノイズの影響が考慮されるため、ノイズよりも大きな値が閾値Vth2となる。
また、閾値Vth1は、十分な呼気導入が行われていることを示す閾値である。
前記したように、ステップS301では、閾値Vth2が用いられてもよいし、閾値Vth1が用いられてもよい。
ステップS301の結果、水蒸気センサ122の出力値Vhが閾値Vth1未満である場合(S301→No)、水蒸気センサ出力処理部202は、呼気導入が行われてから所定時間が経過したか否かを判定する(S302)。
ステップS302の結果、呼気導入が行われてから所定時間が経過していない場合(S302→No)、水蒸気センサ出力処理部202は、ステップS301へ処理を戻す。
ステップS302の結果、呼気導入が行われてから所定時間が経過している場合(S302→Yes)、表示処理部203は、表示入力装置22に「呼気量不足のため、再度計測をお願いします」等のエラー表示を行わせる(S303)。その後、処理部200が、図11のステップS203へ処理を戻すことで、呼気の再導入が行われる。
その後、撮影処理部205は、撮影装置21による動画撮影が始まってから所定時間経過したか否かを判定する(S312)。ここでの所定時間とは、ステップS331の判定が可能な程度の画像が取得可能な時間である。
ステップS312の結果、撮影装置21による撮影が始まってから所定時間経過していない場合(S312→No)、撮影処理部205は、ステップS311へ処理を戻し、動画撮影を続ける。
そして、第1認証処理部207は、ステップS321で取得した複数の静止画像が顔認証可能であるか否かを判定する(S322)。顔認証可能であるか否かとは、少なくとも口が写っているか否かである。なお、ステップS322の段階で、取得した静止画像の1枚目に写っている口の形状から、呼気の導入が正しく行われているか否かを第1認証処理部207が判定してもよい。
ステップS322の結果、顔認証可能である場合(S322→Yes)、第1認証処理部207は、取得した複数の静止画画像のすべてが同一人物の画像であるか否かを判定する(S331)。
(1)口の特定箇所の位置。図2の画像P11〜P13に示すように、撮影装置21がユーザから離れるにつれて、鼻や、目や、眉毛が写っている場合は、目や、眉毛の特定の箇所の位置も特徴点として用いられてもよい。
(2)口のエッジラインの位置。図2の画像P11〜P13に示すように、撮影装置21がユーザから離れるにつれて、鼻や、目や、眉毛が写っている場合は、目や、眉毛のエッジラインの位置も特徴点として用いられてもよい。
(3)肌の色
図14は、図11の呼気アルコール判定処理(S500)の詳細な手順を示すフローチャートである。
図11のステップS204で呼気が導入されると、端末装置2の水蒸気センサ出力処理部202は、水蒸気センサ122の出力値Vhが、十分な呼気導入が行われていることを示す閾値Vth1以上であるか否かを判定する(S501)。所定時間は、例えば、成人が呼気を導入した時において、水蒸気センサ122の出力値Vhが閾値Vth1に達する平均時間+α(例えば1秒)等である。
ステップS501の結果、水蒸気センサ122の出力値Vhが閾値Vth1未満である場合(S501→No)、水蒸気センサ出力処理部202は、呼気導入が行われてから所定時間が経過したか否かを判定する(S502)。このような判定が行われることで、後記する各ガス濃度を算出するのに十分な呼気が導入されたか否かが判定される。
ステップS502の結果、呼気導入が行われてから所定時間が経過していない場合(S502→No)、水蒸気センサ出力処理部202は、ステップS501へ処理を戻す。
ステップS502の結果、呼気導入が行われてから所定時間が経過している場合(S502→Yes)、表示処理部203は、表示入力装置22に「呼気量不足のため、再度計測をお願いします」等のエラー表示を行わせる(S503)。その後、処理部200が、図11のステップS203へ処理を戻すことで、呼気の再導入が行われる。
そして、飲酒判定処理部206は、算出されたエタノール(アルコール)ガス濃度が飲酒閾値未満であるか否かを判定する(S512)。
そして、表示処理部203は、ステップS512の判定結果を表示入力装置22に表示し(S524)、図11のステップS600へリターンする。なお、ステップS524の段階では車のキーを解錠する等の許可処理は行われない。
そして、運転可能時間算出部208は、算出されたアルコール濃度等を基に、血中のアルコール濃度が所定の値未満となり、運転が可能となる時間である運転可能時間を算出する(S532)。
さらに、飲酒判定処理部206は、ステップS512の判定結果、及び、ステップS521で算出された各ガス濃度を、図12のステップS333で記憶装置25に格納された第1画像群と対応付けて記憶装置25に格納し(S534)、呼気計測処理を終了する。
図15は、図11の第2認証処理(S600)の詳細な手順を示すフローチャートである。
図15に示す第2認証処理は、図12の第1認証処理で第1画像群のすべてが同一人物の画像であると判定され、かつ、図14の呼気アルコール判定処理で、飲酒していないと判定されると開始される処理である。
まず、表示処理部203は、図14の呼気アルコール判定処理の結果(飲酒していない旨)の情報等を表示入力装置22に表示するとともに、確認ボタンBを表示入力装置22に表示する(S601)。
ステップS602の結果、確認ボタンBが選択入力されない場合(S602→No)、第2認証処理部209は、ステップS601の処理から所定時間経過したか否かを判定する(S603)。
ステップS603の結果、ステップS601の処理から所定時間経過していない場合(S603→No)、第2認証処理部209は、ステップS602へ処理を戻す。
そして、第2認証処理部209は記憶装置25に格納されている各情報を消去する(S612)。
その後、処理部200は、図11のステップS203へ処理を戻す。
次に、第2認証処理部209は、ステップS621で撮影した第2画像が顔認証可能であるか否かを判定する(S622)。顔認証可能であるか否かとは、第1認証処理で用いられた認証のための特徴点が写っているか否かである。
ステップS622の結果、顔認証可能である場合(S622→Yes)、第2認証処理部209は、図12のステップS333で記憶装置25に記憶された第1画像群と、第2画像とを比較し、第1画像群の人物と、第2画像の人物とが同一人物であるか否かを解析する(S631)。
ステップS632の結果、第1画像群の人物と、第2画像の人物とが同一人物ではない場合(S632→No)、表示処理部203は呼気の再導入を促す表示(再導入表示)を表示入力装置22に行わせる(S651)。さらに、第2認証処理部209は第1画像群、第2画像、ステップS632の判定結果を組の情報として記憶装置25に格納する(S652)。そして、処理部200は図11のステップS203へ処理を戻す。
そして、表示処理部203は認証OKの旨を表示入力装置22に表示する(S642)。
その後、処理部200は、必要に応じて許可処理を行う(S643)。許可処理とは、自動者のキーを解錠したり、運転許可を表示入力装置22に表示したりする等の処理である。自動者のキーを解錠する処理が行われる場合、端末装置2と、車との通信が必要となる。
そして、携帯可能な呼気導入装置1と、端末装置2とを用いることでユーザの利便性を向上させることができる。特に、乗車前における呼気計測に用いることができる。
さらに、第1実施形態によれば、呼気導入装置1と、端末装置2とを別の装置とすることで、端末装置2を一般的に販売されているスマートフォンや、タブレット端末とすることができる。
<呼気解析装置4>
図16は、第2実施形態で用いられる呼気解析装置4の外観を示す図である。
図16に示す呼気解析装置(認証システム、携帯端末)4は、第1実施形態の呼気導入装置1及び端末装置2が一体となったものである。従って、図1に示すものと同様の機能を有するものについては同一の符号を付して、ここでの説明を省略する。
なお、呼気解析装置4のハードウェア構成は、図6における呼気導入装置1の処理装置14と、端末装置2とが一体となったものであるため、ここでの説明を省略する。
さらに、呼気解析装置4のソフトウェア機能ブロック図は、図8に示す構成と、図9に示す構成とが一体となったものであるため、ここでの説明を省略する。
(初期処理)
図17は、第2実施形態で用いられる初期処理の手順を示すフローチャートである。図17では、図10と異なる処理について説明する。
図17において、図10と異なる処理は、図10のステップS101及びステップS102の処理が、呼気解析装置4の電源をオンとする(S101a)となっていることである。なお、ステップS101aで呼気解析装置4の電源がオンとなることで、各センサ121〜127に電力が供給されてもよい。あるいは、呼気解析装置4のアプリケーション(すなわち、図8及び図9に示す各部100〜102,200〜209)が操作されると、各センサ121〜127に電力が供給され、ステップS111以下の処理が行われるようにしてもよい。
また、図17において、図10におけるステップS113,S122の処理が省略されている。
それ以外の処理は、図10の処理と同様であるため、説明を省略する。
また、第2実施形態において、呼気計測処理の全体処理、第1認証処理、呼気アルコール判定処理、第2認証処理は、第1実施形態の図11〜図15と同様の処理であるため、図示及び説明を省略する。
<システム構成図>
図18は、第3実施形態で用いられる呼気解析システムの構成を示す図である。
図18に示す呼気解析システムは、自動車保険会社60に、ネットワーク5を介して端末装置2と通信可能なサーバ6が設置されている点が図6と異なっている。その他の構成は図6と同様であるため、図6と同一の符号を付して説明を省略する。
サーバ6は、端末装置2から送信された呼気計測情報(詳細は後記)を用いた解析を行う。
なお、図18では、第1実施形態の呼気導入装置1と、端末装置2とが用いられているが、第2実施形態の呼気解析装置4(図16参照)が用いられてもよい。
(全体処理)
図19は、第3実施形態で用いられる呼気計測処理の全体処理の手順を示すフローチャートである。図19では、図11と異なる処理について説明する。また、第3実施形態において、初期処理は図10(又は図17)と同様の処理であるため、図示及び説明を省略する。さらに、第3実施形態における第1認証処理、呼気アルコール判定処理、第2認証処理は、第1実施形態の図11〜図15と同様の処理であるため、図示及び説明を省略する。
そして、ステップS600の後、端末装置2の送信処理部102は呼気計測情報をサーバ6へ送信する(S711)。ステップS711の処理において、第1認証処理や、第2認証処理で、同一人物ではないと判定されても、呼気アルコール判定処理で飲酒していると判定されても、呼気計測情報がサーバ6へ送信されることが望ましい。呼気計測情報がサーバ6へ送信されるタイミングは、第2認証処理が終了する毎でもよいし、所定のタイミングで蓄積された呼気計測情報がまとめて送信されてもよい。また、呼気計測情報がサーバ6へ送信されるタイミングは、定期的でもよいし、ユーザが呼気計測情報の送信操作を行うことによって行われてもよい。
呼気計測情報は、図14のステップS511で算出された各ガス濃度(各センサ121〜127に関する情報)と、端末装置2の識別情報が含まれている。また、呼気計測情報は、第1画像群や、第2画像や、第1認証処理、呼気アルコール判定処理、第2認証処理における各判定結果が含まれていてもよい。各ガス濃度には、少なくとも水素濃度、アセトアルデヒド濃度、アルコール(エタノール)濃度が含まれている。
なお、第3実施形態では、呼気アルコール判定処理(S500)が省略されてもよい。
図20は、サーバ6で行われる解析処理・解析結果の一例を示す図であり、(a)は酒に強い人のエタノール及びアセトアルデヒドの呼気中のガス濃度の時間変化を示す図であり、(b)は酒に弱い人のエタノール及びアセトアルデヒドの呼気中のガス濃度の時間変化を示す図である。
図20(a)及び図20(b)において、縦軸が呼気中に含まれるガス濃度を示し、横軸が時間を示す。また、図20(a)及び図20(b)において、黒丸がエタノールのガス濃度を示し、白丸がアセトアルデヒドのガス濃度を示す。エタノールは、図7に示すアルコールセンサ124で検出されるものである。
図20(a)及び図20(b)を比較すると、図20(a)に示す酒に強い人はエタノール濃度及びアセトアルデヒド濃度のピーク値から値が下がる速度が、図20(b)に示す酒に弱い人のそれよりも早い。すなわち、図20(a)に示す酒に強い人はエタノール濃度及びアセトアルデヒド濃度のピーク値以降の傾きが、図20(b)に示す酒に弱い人の速度よりも大きい。
このように、端末装置2から呼気計測情報を受信するサーバ6を有することで、自動車保険会社60等の組織が呼気計測情報を解析することができる。特に、呼気計測情報に少なくとも水素センサ濃度、アセトアルデヒド濃度、アルコール(エタノール)濃度(各々のガス濃度)が含まれることで、自動車保険会社60等の組織がユーザの飲酒に関する解析を行うことができる。
図21において、図1と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
サーバ6に送信された呼気計測情報は、サーバ6に保存され、端末装置2からサーバ6に閲覧要求があると、サーバ6は保存している呼気計測情報を端末装置2へ送信される。
そして、図21に示すように端末装置2は、これまでの呼気計測情報の履歴を表示入力装置に表示する。
このようにすることで、ユーザは過去の呼気計測情報を閲覧することができ、ユーザ自身の健康管理に役立てることができる。
(水蒸気センサ122の構造)
図22は、本実施形態に係る水蒸気センサ122の構造の一例を示す図であり、(a)は水蒸気センサ122の原理を示す模式図を示し、(b)は水蒸気センサ122の上面模式図を示している。
図22(a)に示すように、水蒸気センサ122は交流電源331に接続され、交流電源331によって印加電圧Viが印加される印加電極301と、水分の検出時に電位Voを検出する検出電極302と、絶縁部303とを有している。なお、交流電源331は、図7の電源装置132及び信号発生装置134に相当するものである。つまり、電源装置132で発生した直流電圧を信号発生装置134が水蒸気センサ122に好適な周波数の交流電圧に変換する。電源装置132が交流電源331のように交流電圧であれば、信号発生装置134が水蒸気センサ122に好適な周波数の交流電圧に変換する必要がない。従って、電源装置132が交流電源331のように交流電圧であれば、信号発生装置134を省略可能である。
絶縁部303は、親水性の絶縁物の基板で構成されており、具体的には、絶縁性金属酸化物等、少なくとも表面が酸化物で構成されている。なお、絶縁部303の形状は基板状でなくてもよい。
図23は、本実施形態に係る水蒸気センサ122が飽和水蒸気を検出する原理(状態)を説明するための図であり、(a)は水分付着前における水蒸気センサ122の原理(状態)を示す模式図であり、(b)は水分付着前における水蒸気センサ122の等価回路であり、(c)は水分付着後における水蒸気センサ122の原理を示す模式図であり、(d)は水分付着後における水蒸気センサ122の等価回路である。
なお、図23(a)及び図23(c)で示される各構成は、図22(a)に示されている各構成と同様であるので、同一の符号を付して説明を省略する。
水分の付着前では、図23(b)に示すような等価回路320aとなっている。ここで、コンデンサC1は絶縁部303を示すコンデンサである。なお、検出電極302及び印加電極301の間の距離は十分におおきいので、コンデンサC1の静電容量は小さな値(≪1)となる。従って、図23(b)に示す等価回路320aの容量リアクタンスは大きな値となり、検出電極302及び印加電極301の間は、ほとんど通電していない状態となっている。
ちなみに、コンデンサCa及び抵抗Raで構成される回路は大気の等価回路である。
図23(c)に示すように、水分(水分子311)が絶縁部303に付着すると、図23(d)に示すように水分子311に由来する抵抗Rb及びコンデンサC2が生じ、これらの抵抗Rb及びコンデンサC2によってインピーダンスが変化(低下)する。この結果、検出電極302と印加電極301との間が通電状態となり、検出電極302から電圧を検出することができる。このように、水分(水分子311)が絶縁部303に付着することによる水蒸気センサ122のインピーダンス変化を利用して、呼気中の水分を検出することで、応答性を高くすることができる。図23(b)に示すように、検出電極302と印加電極301との間が通電状態となるよう水分(水分子311)が絶縁部303に付着するためには、水蒸気センサ122にあてられた空気が飽和水蒸気である必要がある。従って、図22及び図23に示す水蒸気センサ122で飽和水蒸気を検出することができる。
さらに、絶縁部303が、少なくとも表面が、親水性の高い酸化物(金属酸化物)で構成されるようにすることで、水分を付着させやすくすることができる。
また、呼気導入装置1がマイク等の音声入力装置を備えていてもおり、ユーザが声を発しながら呼気を導入することで、呼気導入とともに音声が入力されるようにしてもよい。そして、端末装置2が予めユーザの音声情報を記憶装置25に格納しているとともに、呼気導入とともに入力された音声と、予め格納されている音声情報とを比較することで呼気導入とともに入力された音声がユーザのものであるか否かを判定してもよい。このようにすることで、認証の信頼性を向上させることができる。
また、端末装置2の表示入力装置22に「表示されるカウントダウンの数字を合図に息を吹きかけてください」等の表示を行い、カウントダウンをトリガとして呼気導入及び第1画像群の撮影が行われてもよい。
また、各実施形態において、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしもすべての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には、ほとんどすべての構成が相互に接続されていると考えてよい。
2 端末装置(認証システム、携帯端末)
3 ケーブル
4 呼気解析装置(認証システム、携帯端末)
6 サーバ(第2の解析部、認証システム)
11 呼気導入口(呼気導入部)
12 センサ装置(呼気検知部)
21 撮影装置(撮影部)
22 表示入力装置(表示部)
100,200 処理部
101 判定部
121 水素センサ(検出素子)
122 水蒸気センサ(飽和水蒸気検出素子)
123 アセトアルデヒドセンサ(検出素子)
124 アルコールセンサ(検出素子)
201 出力値処理部
202 水蒸気センサ出力処理部(呼気解析部)
203 表示処理部
204 ガス濃度算出処理部(呼気解析部)
205 撮影処理部(撮影制御部)
206 飲酒判定処理部
207 第1認証処理部(画像解析部)
208 運転可能時間算出部
209 第2認証処理部(画像解析部)
B 確認ボタン(シンボル)
Claims (12)
- 呼気が導入される呼気導入部と、
前記呼気導入部に前記呼気を吹き付ける人物の顔を撮影する撮影部と、
前記呼気導入部から導入された前記呼気において、アルコール成分を含む呼気の成分を検知する呼気検知部と、
前記撮影部を制御する撮影制御部と、
前記呼気検知部が検知した前記呼気のアルコール成分を解析する呼気解析部と、
前記撮影部で撮影された画像を解析する画像解析部と、
を備え、
前記撮影制御部は、
前記撮影部を制御して、前記呼気導入部における前記呼気の導入の際の第1の撮影と、前記呼気解析部における前記呼気の成分の解析の後、第2の撮影とを行う機能を有し、
前記画像解析部は、
前記第1の撮影による画像の人物と前記第2の撮影による画像の人物が同一であるか否かの結果を出力する機能を有し、
前記呼気導入部と前記呼気検知部とは、
携帯可能な筺体に収容されて前記撮影部を備える携帯端末に装着可能に構成され、又は、前記撮影部を備える携帯端末と同じ筺体に収容されており、
前記呼気検知部は、
前記呼気導入部から導入された呼気が飽和水蒸気であり、十分な導入量であるか否かを検出する飽和水蒸気検出素子を有し、
前記飽和水蒸気検出素子は、
絶縁性の材料で構成される絶縁部と、
電圧が印加される印加部と、
前記印加部に前記印加された電圧によって、前記絶縁性の材料の表面に付着した水分子を介した電気経路に流れる電流に応じた電圧信号を出力する出力部と、
を備え、
前記第1の撮影は、前記飽和水蒸気検出素子から出力された電圧信号の値が、所定の閾値を超えることにより開始される
ことを特徴とする呼気アルコール検知のための認証システム。 - 前記撮影制御部は、
前記第1の撮影として、動画又は時系列の複数の静止画によって前記人物を撮影し、
前記画像解析部は、
前記動画から取得される複数時点の各人物が同一であるか否か、又は、前記複数の静止画における各人物が同一であるか否かを判定する
ことを特徴とする請求項1に記載の呼気アルコール検知のための認証システム。 - 前記撮影制御部は、
前記呼気検知部が、前記呼気の成分を検知すると、前記第1の撮影を開始する
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の呼気アルコール検知のための認証システム。 - 前記第1の撮影による画像に、少なくとも撮影者の口が写るように前記呼気導入部と前記撮影部とが配置されている
ことを特徴とする請求項1に記載の呼気アルコール検知のための認証システム。 - 前記第2の撮影は、
前記呼気解析部による前記呼気の解析の結果とともに表示部に表示されるシンボルが選択入力された際に行われる
ことを特徴とする請求項1に記載の呼気アルコール検知のための認証システム。 - 前記呼気の解析は、前記アルコール成分に基づいた飲酒の有無判定を含む
ことを特徴とする請求項5に記載の呼気アルコール検知のための認証システム。 - 前記呼気導入部と、前記撮影部との距離は、5cm以下である
ことを特徴とする請求項1に記載の呼気アルコール検知のための認証システム。 - 前記呼気導入部と前記呼気検知部とが、携帯可能な前記筺体に収容されて前記撮影部を備える携帯端末に装着可能に構成されている場合、
前記呼気導入部及び前記呼気検知部が、ケーブルによって前記携帯端末に接続されると前記呼気導入部及び前記呼気検知部の電源がオンとなる
ことを特徴とする請求項1に記載の呼気アルコール検知のための認証システム。 - 少なくとも前記呼気検知部が備えられている装置とは別の装置に備えられ、前記装置と通信可能な第2の解析部を備え、
前記呼気検知部によって検知された前記呼気の成分に関する情報が、所定の契機で、前記第2の解析部へ送信され、
前記第2の解析部は、送信された前記呼気の成分に関する情報を解析する
ことを特徴とする請求項1に記載の呼気アルコール検知のための認証システム。 - 前記呼気検知部には、少なくとも水素、アセトアルデヒド及びエタノールを検出する検出素子が備えられており、
前記呼気の成分に関する情報は、少なくとも各検出素子の出力値に関する情報を含む
ことを特徴とする請求項9に記載の呼気アルコール検知のための認証システム。 - 前記第2の解析部に送信された前記呼気の成分に関する情報を、ユーザが閲覧可能な表示部
を有することを特徴とする請求項9に記載の呼気アルコール検知のための認証システム。 - 呼気が導入される呼気導入部と、
前記呼気導入部に前記呼気を吹き付ける人物の顔を撮影する撮影部と、
前記呼気導入部から導入された前記呼気において、アルコール成分を含む呼気の成分を検知する呼気検知部と、
前記撮影部を制御する撮影制御部と、
前記呼気検知部が検知した前記呼気のアルコール成分を解析する呼気解析部と、
前記撮影部で撮影された画像を解析する画像解析部と、
を備え、
前記呼気検知部は、
前記呼気導入部から導入された呼気が飽和水蒸気であり、十分な導入量であるか否かを検出する飽和水蒸気検出素子を有し、
前記飽和水蒸気検出素子は、
絶縁性の材料で構成される絶縁部と、
電圧が印加される印加部と、
前記印加部に前記印加された電圧によって、前記絶縁性の材料の表面に付着した水分子を介した電気経路に流れる電流に応じた電圧信号を出力する出力部と、
を備え、
前記呼気導入部と前記呼気検知部とは、
携帯可能な筺体に収容されて前記撮影部を備える携帯端末に装着可能に構成され、又は、前記撮影部を備える携帯端末と同じ筺体に収容されている認証システムにおいて、
前記撮影制御部が、
前記飽和水蒸気検出素子から出力された電圧信号の値が、所定の閾値を超えることにより、前記撮影部を制御して、前記呼気導入部における前記呼気の導入の際の第1の撮影を開始し、前記呼気解析部における前記呼気の成分の解析の後、第2の撮影を行い、
前記画像解析部が、
前記第1の撮影による画像の人物と前記第2の撮影による画像の人物が同一であるか否かの結果を出力する
ことを特徴とする呼気アルコール検知のための認証方法。
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