JPH10105898A - 居眠り運転警報装置 - Google Patents

居眠り運転警報装置

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JPH10105898A
JPH10105898A JP27393096A JP27393096A JPH10105898A JP H10105898 A JPH10105898 A JP H10105898A JP 27393096 A JP27393096 A JP 27393096A JP 27393096 A JP27393096 A JP 27393096A JP H10105898 A JPH10105898 A JP H10105898A
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JP
Japan
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image
driver
light source
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constituted
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JP27393096A
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Takeshi Fukuda
岳 福田
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Niles Parts Co Ltd
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Niles Parts Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 昼間時の高照度から夜間時の低照度まで幅広
い照度範囲において、運転者の覚醒度を分析するのに充
分な程度に顔画像を強調処理する。 【解決手段】 撮像体11は赤外波長領域に感度を有す
るCCD素子で構成しており、撮像方向を運転者の顔に
向けて設置している。タイミング発生部31は撮像体1
1の同期信号を発生する。画像演算部34は記憶部33
に記憶した撮像体11の画像信号から運転者の覚醒度を
判断する。警報部4は画像演算部34による覚醒度判断
結果に応じて警報を発する。運転席に隣接して設けた光
源2は赤外線発光ダイオードで構成する。点灯パルス発
生部12は光源2を撮像体11の同期信号に同期して点
灯する。差分演算部36は記憶部33に記憶した光源2
の点灯時及び消灯時の両画像信号の差分を演算する。画
像演算部34は両画像信号の差分値に基づき運転者の覚
醒度を判断する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、撮像体で撮像し
た運転者の顔画像から運転者の覚醒状態を分析し、その
分析結果から運転者が居眠り状態かそれに近い状態であ
ると判断した場合に警報を発して事故を未然に防止する
居眠り運転警報装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】画像分析技術を使用したこの種の居眠り
運転警報装置は、従来、特開平5−340720号公報
に示したものが有る。該公報に示す技術は、居眠り状態
を眼の開閉状態から判断する技術を提案するものであ
り、詳しくは、眼を含む顔画像を複数の所定領域に分割
し、分割した所定領域ごとに濃淡画像情報の補正を行う
ことにより、周囲の明るさに影響されることなく眼の位
置を検出する技術を提案していた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来技術は、周囲の明るさに影響され難く成るものの
全く影響を受けなく成るものでなく、例えば、顔に直射
日光が当るような昼間時の高照度から夜間時の低照度ま
で幅広い照度範囲において顔を白に瞳を黒にそれぞれ強
調するような二値化処理を行うことは非常に困難であ
る。このような問題に対処するには、例えば外部の照度
変化に応じて二値化処理の閾値を変化させることも考え
られるが、処理に時間を要するとか、適切な閾値を算出
する難しさ等が有り、好ましい解決策とは成り得なかっ
た。
【0004】この発明は、上記した課題を解決するもの
であり、昼間時の高照度から夜間時の低照度まで幅広い
照度範囲において、運転者の覚醒度を分析するのに充分
な程度に顔画像を二値化処理することができる居眠り運
転警報装置を提供することを目的とするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、まず請求項1記載の発明は、撮像方向を運転者の顔
に向けて設置した撮像体と、該撮像体の同期信号を発生
するタイミング発生部と、前記撮像体が出力する画像信
号を記憶する記憶部と、該記憶部に記憶した画像信号か
ら運転者の覚醒度を判断する画像演算部と、該画像演算
部による覚醒度判断結果に応じて警報を発する警報部と
を具備した居眠り運転警報装置において、運転席に隣接
して設けた光源と、該光源を前記撮像体の同期信号に同
期して点灯する点灯パルス発生部と、前記記憶部に記憶
した光源の点灯時及び消灯時の両画像信号の差分を演算
する差分演算部とを備え、該差分演算部が演算した画像
信号の差分値に基づき前記画像演算部において運転者の
覚醒度を判断するようにしたことを特徴とする居眠り運
転警報装置を提供する。
【0006】また、請求項2記載の発明は、前記光源を
赤外線を発する発光体で構成し、前記撮像体を赤外波長
領域に感度を有する撮像素子で構成したことを特徴とす
る居眠り運転警報装置を提供する。
【0007】また、請求項3記載の発明は、前記光源を
赤外線発光ダイオードで構成し、前記撮像体をCCD素
子で構成したことを特徴とする居眠り運転警報装置を提
供する。
【0008】また、請求項4記載の発明は、前記撮像体
の前面に赤外波長領域の光線を選択的に透過する光学フ
ィルタを配置したことを特徴とする居眠り運転警報装置
を提供する。
【0009】
【発明の実施の形態】この発明の実施形態を、添付図に
基づき説明する。図面中の1はカメラユニットであり、
撮像体11、点灯パルス発生部12、撮像体制御部1
3、レンズ14及び光学フィルタ15を備える。撮像体
11は、赤外波長領域に感度を有するCCD素子等の撮
像素子で構成したものであり、図4に示すごとく撮像方
向を運転者の顔に向けて計器盤に設置する。該撮像体1
1の前面には赤外波長領域の光線を選択的に透過する光
学フィルタ15を配置し、さらにその前面にはレンズ1
4を配置する。
【0010】また点灯パルス発生部12は、光源2を前
記撮像体11の同期信号に同期して点灯する部分であ
り、撮像体制御部13及びタイミング発生部31から信
号を入力する。また撮像体制御部13は、タイミング発
生部31から入力した同期信号に応じて前記撮像体11
及び点灯パルス発生部12を制御するとともに、撮像体
11が出力する画像信号を処理して変換部32に出力す
る部分である。
【0011】上記構成から成るカメラユニット1は、光
源2及び画像処理ユニット3に接続する。光源2は、赤
外線を発する赤外線発光ダイオードアレイ等の発光体で
構成したものであり、図4に示すごとく計器盤等の運転
席に隣接した位置に設ける。
【0012】また画像処理ユニット3は、タイミング発
生部31、変換部32、記憶部33、画像演算部34及
びゲート部35を備えている。タイミング発生部31
は、前記撮像体11の同期信号と前記光源2の点灯タイ
ミング信号を発生する部分である。また変換部32は、
カメラユニット1から入力した画像信号をA−D変換す
る部分である。
【0013】また記憶部33は、前記撮像体11が出力
する画像信号を記憶する部分であり、第1、第2フレー
ムメモリ331,332によって構成する。該記憶部3
3はアンドゲート351,352及びインバータ353
から成るゲート部35を介して変換部32に接続する。
【0014】また画像演算部34は、記憶部33に記憶
した光源2の点灯時及び消灯時の両画像信号の差分値を
白黒強調処理するとともに、該処理画像から運転者の目
の位置及び眼の開き具合を検出し、その検出結果から運
転者の覚醒度を判断する部分であり、マイコンによって
構成している。尚、上記差分値は差分演算部36が演算
する。
【0015】また警報部4は、画像演算部34によって
演算した覚醒度判断結果に応じて警報を発する部分であ
る。
【0016】次に、上記したものの作動を図2に示すフ
ローチャート、図3に示すタイムチャート及び図5に示
す作動説明図に基づき説明する。
【0017】まず点灯パルス発生部12の作動を図3の
時間tに於けるON,OFF信号を示すタイムチャート
に基づき説明する。該点灯パルス発生部12は、撮像体
制御部13が出力する図3(a)(b)に示すVD信号
及び電子シャッタ信号と、タイミング発生部31が出力
する図3(c)に示す点灯タイミング信号とに基づき光
源2に点灯信号を出力し、光源2を間欠的に点灯させて
いる。例えば時間t1〜t9では、ゲート部35のアン
ドゲート352を開いて変換部32から第2フレームメ
モリ332に画像信号を入力して記憶するが、このとき
時間t2〜t4に光源2を点灯し、運転者の顔に赤外線
を照射する。したがって、第2フレームメモリ332に
は赤外線を用いて撮像した画像信号が記憶されることと
成る。また時間t9〜t17では、ゲート部35のアン
ドゲート351を開いて変換部32から第1フレームメ
モリ331に画像信号を入力して記憶するが、このとき
光源2を点灯しないので第1フレームメモリ331には
自然光を用いて撮像した画像信号が記憶されることと成
る。
【0018】このときの第1フレームメモリ331に記
憶した画像を図5(a)に例示する。図5(a)に示す
画像は運転者の顔にピラーの影が落ちたときの画像であ
る。また一方の第2フレームメモリ332に記憶した画
像を図5(b)に例示する。図5(b)に示す画像は光
源2を点灯して運転者の顔に赤外線を照射したときの画
像である。上記第1、第2フレームメモリ331,33
2に記憶した両画像信号は、差分演算部36によって差
分が演算され、その結果、差分値が得られる。
【0019】画像演算部34は、上記差分演算部36で
演算した差分値を図2に示すステップ101において画
像信号として入力し、後のステップに進む。図2に示す
フローチャートは、ステップ102〜104から成る眼
球検出機能段階とステップ105〜107から成る居眠
り検出機能段階によって大別される。
【0020】まず眼球検出機能段階では、ステップ10
2により前処理を行い、ステップ103により顔幅検出
を行い、ステップ104により眼の位置検出を行う。ま
た居眠り検出機能段階では、ステップ105により開閉
眼確認を行い、ステップ106により覚醒度の判定値の
演算を行い、ステップ107により覚醒度が低下したか
否かを判断する。そしてステップ107により覚醒度が
低下した(YES)と判断するとステップ108に進
み、警報部4を制御して警報を発生して運転者に注意を
促す。ステップ107により覚醒度が低下していない
(NO)と判断するとステップ101に帰還する。
【0021】以上説明したように、この発明では赤外線
で撮像した画像信号と、自然光で撮像した画像信号との
差分から顔画像を分析するので、昼間時の高照度から夜
間時の低照度まで幅広い照度範囲において、運転者の覚
醒度を分析するのに充分な程度に顔画像を二値化処理す
ることができる。
【0022】尚、上記した実施形態では、カメラユニッ
ト1及び画像処理ユニット3は別体のユニットとして説
明したが、両ユニットを一体化してもよい。また点灯パ
ルス発生部はタイミング発生部が出力する点灯タイミン
グ信号のみに応答して点灯信号を発生するようにしても
よい。
【0023】
【発明の効果】この発明は、撮像方向を運転者の顔に向
けて設置した撮像体と、該撮像体の同期信号を発生する
タイミング発生部と、前記撮像体が出力する画像信号を
記憶する記憶部と、該記憶部に記憶した画像信号から運
転者の覚醒度を判断する画像演算部と、該画像演算部に
よる覚醒度判断結果に応じて警報を発する警報部とを具
備した居眠り運転警報装置において、運転席に隣接して
設けた光源と、該光源を前記撮像体の同期信号に同期し
て点灯する点灯パルス発生部と、前記記憶部に記憶した
光源の点灯時及び消灯時の両画像信号の差分を演算する
差分演算部とを備え、該差分演算部が演算した画像信号
の差分値に基づき前記画像演算部において運転者の覚醒
度を判断するようにしたので、強調処理した顔画像から
運転者の覚醒状態を分析し、その分析結果から運転者が
居眠り状態かそれに近い状態であると判断した場合に警
報を発して事故を未然に防止することができるのみなら
ず、昼間時の高照度から夜間時の低照度まで幅広い照度
範囲において、運転者の覚醒度を分析するのに充分な程
度に顔画像を強調処理することができる効果がある。
【0024】またこの発明は、前記光源を赤外線を発す
る発光体で構成し、前記撮像体を赤外波長領域に感度を
有する撮像素子で構成したことにより、上記効果に加え
て、光源から発した光線が運転者に眩惑感を与えない効
果がある。
【0025】さらにこの発明は、前記光源を赤外線発光
ダイオードで構成し、前記撮像体をCCD素子で構成す
ることにより、上記効果に加えて、小型軽量化を行うこ
とができる効果がある。
【0026】さらにまたこの発明は、前記撮像体の前面
に赤外波長領域の光線を選択的に透過する光学フィルタ
を配置したので、可視光線を除いて光源が発する赤外線
と自然光中の赤外線のみを撮像体に入射させることがで
き、可視光線による影響を排除することができる効果が
ある。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施形態を示す電気的結線図であ
る。
【図2】図1に示す画像演算部が有するプログラムを示
すフローチャートである。
【図3】図1に示す点灯パルス発生部の作動を説明する
タイムチャートであり、時間(t)に於ける各部位のO
N,OFF信号を示すものである。(a)(b)は撮像
体制御部が出力するVD及び電子シャッタ信号波形を示
し、(c)はタイミング発生部が出力する点灯タイミン
グ信号波形を示し、(d)は点灯パルス発生部が光源に
出力する点灯信号波形を示している。
【図4】図1に示すものを装着した自動車の車内を示す
説明図である。
【図5】図1に示す記憶部の作動を説明する説明図であ
り、(a)は運転者の顔にピラーの影が落ちたときの画
像を示し、(b)は光源を点灯して運転者の顔に赤外線
を照射したときの画像を示している。
【符号の説明】
1 カメラユニット 2 光源 3 画像処理ユニット 4 警報部 11 撮像体 12 点灯パルス発生部 13 撮像体制御部 14 レンズ 15 光学フィルタ 31 タイミング発生部 32 変換部 33 記憶部 34 画像演算部 35 ゲート部 36 差分演算部

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 撮像方向を運転者の顔に向けて設置した
    撮像体(11)と、該撮像体(11)の同期信号を発生
    するタイミング発生部(31)と、前記撮像体(11)
    が出力する画像信号を記憶する記憶部(33)と、該記
    憶部(33)に記憶した画像信号から運転者の覚醒度を
    判断する画像演算部(34)と、該画像演算部(34)
    による覚醒度判断結果に応じて警報を発する警報部
    (4)とを具備した居眠り運転警報装置において、 運転席に隣接して設けた光源(2)と、該光源(2)を
    前記撮像体(11)の同期信号に同期して点灯する点灯
    パルス発生部(12)と、前記記憶部(33)に記憶し
    た光源(2)の点灯時及び消灯時の両画像信号の差分を
    演算する差分演算部(36)とを備え、該差分演算部
    (36)が演算した画像信号の差分値に基づき前記画像
    演算部(34)において運転者の覚醒度を判断するよう
    にしたことを特徴とする居眠り運転警報装置。
  2. 【請求項2】 前記請求項1記載の発明において、 前記光源(2)を赤外線を発する発光体で構成し、前記
    撮像体(11)を赤外波長領域に感度を有する撮像素子
    で構成したことを特徴とする居眠り運転警報装置。
  3. 【請求項3】 前記請求項2記載の発明において、 前記光源(2)を赤外線発光ダイオードで構成し、前記
    撮像体(11)をCCD素子で構成したことを特徴とす
    る居眠り運転警報装置。
  4. 【請求項4】 前記請求項2又は3記載の発明におい
    て、 前記撮像体(11)の前面に赤外波長領域の光線を選択
    的に透過する光学フィルタ(15)を配置したことを特
    徴とする居眠り運転警報装置。
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Effective date: 20040707