CN102821690A - 清醒度判定装置与清醒度判定方法以及程序 - Google Patents

清醒度判定装置与清醒度判定方法以及程序 Download PDF

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Abstract

在从刚刚开始驾驶车辆起经过规定时间的期间内，设定用于检测初始状态的基准值。通常认为，刚刚开始驾驶时驾驶员处于清醒度高的状态。因此，该基准值成为在某种程度上正确表示驾驶员处于清醒度高的状态的情况的指标。因此，通过对该基准值和成为反映驾驶员的当前状态的指标的眨眼次数进行比较，能够高精度地判定驾驶员是否处于清醒度高的状态。

Description

清醒度判定装置与清醒度判定方法以及程序
技术领域
本发明涉及清醒度判定装置与清醒度判定方法以及程序，更具体地，涉及用于判定驾驶员的清醒度的清醒度判定装置与用于判定驾驶员的清醒度的清醒度判定方法以及程序。
背景技术
近几年，虽然交通事故的死者数有减少的趋势，但是事故的发生件数本身依然处于高水平。虽然事故的原因有各种各样，但驾驶员在清醒度降低的状态下驾驶车辆也是引起事故的一个原因。
因此，提出了在驾驶员的清醒度降低了的情况下，通过发出警告来避免交通事故的各种装置（例如参照专利文献1）。专利文献1公开的装置，根据驾驶员的影像来检测用于表示驾驶员的眼睛的开度的开度值，并按时序收集该开度值。并且，求出开度值的统计性代表值以及统计性偏差。此外，统计性代表值表示开度值的大小，统计性偏差是与眨眼的频度相等的开度值的分布情况。
接着，该装置根据统计性代表值以及统计性偏差，来制定用于判定驾驶员的眼睛是睁开着的还是闭着的判定标准。并且，对判定标准和开度值进行比较，根据在单位时间内闭着眼睛的时间所占的比率，来判定驾驶员的清醒度是否降低。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2006-109980号公报
发明内容
技术问题
正在驾驶汽车的驾驶员并不总是目视前方，而可能目视侧方或者为了确认测量仪表等而目视下方。因此，根据来自摄像机的影像检测出的开度值可能会小于实际的值。在这情况下，清醒度的检测精度可能会降低。
另外，在从清醒度降低开始经过了一段时间的时间点，驾驶员的眨眼次数减少，而在驾驶员的清醒度即将要开始降低之前或者清醒度已经开始降低时，眨眼的次数增加。因此，通过根据眨眼的次数来进行清醒度的判定，能够高精度地进行清醒度开始降低的初始状态的检测。
本发明是基于上述情况而提出的，其目的在于高精度地检测在清醒度开始降低时出现的驾驶员的初始状态。
解决问题的手段
为了达成上述目的，本发明的第一观点的清醒度判定装置为用于判定驾驶车辆的驾驶员的清醒度的清醒度判定装置，其具有：
第一计数单元，在上述驾驶员处于规定的状态时，根据通过拍摄上述驾驶员而获取的影像，来对上述驾驶员眨眼的次数进行计数；
基准值设定单元，根据上述第一计数单元的计数结果，来设定基准值；
第二计数单元，在设定了上述基准值之后，根据通过拍摄上述驾驶员而获取的影像，来对上述驾驶员在规定时间内眨眼的次数进行计数；
判定单元，在由上述第二计数单元计数的次数大于上述基准值的情况下，判定为上述驾驶员的清醒度正在降低。
本发明的第二观点的清醒度判定方法为用于判定驾驶车辆的驾驶员的清醒度的清醒度判定方法，其包括如下工序：
第一工序，在上述驾驶员处于规定的状态时，根据通过拍摄上述驾驶员而获取的影像，来对上述驾驶员眨眼的次数进行计数；
第二工序，根据上述第一工序的计数结果，来设定基准值；
第三工序，在设定了上述基准值之后，根据通过拍摄上述驾驶员而获取的影像，来对上述驾驶员在规定时间内眨眼的次数进行计数；
第四工序，在上述第三工序计数的次数大于上述基准值的情况下，判定为上述驾驶员的清醒度正在降低。
本发明的第三观点的程序使计算机作为如下单元而发挥功能：
第一计数单元，在上述驾驶员处于规定的状态时，根据通过拍摄上述驾驶员而获取的影像，来对上述驾驶员眨眼的次数进行计数；
基准值设定单元，根据上述第一计数单元的计数结果，来设定基准值；
第二计数单元，在设定了上述基准值之后，根据通过拍摄上述驾驶员而获取的影像，来对上述驾驶员在规定时间内眨眼的次数进行计数；
判定单元，在由上述第二计数单元计数的次数大于上述基准值的情况下，判定为上述驾驶员的清醒度正在降低。
发明的效果
根据本发明，能够根据眨眼次数的变化，来高精度地检测在清醒度开始降低时出现的驾驶员的初始状态。
附图说明
图1是本发明的第一实施方式的清醒度判定***的框图。
图2是用于示出从拍摄装置输出的图像的一例的图。
图3是本发明的第二实施方式的清醒度判定***的框图。
图4是用于说明清醒度判定装置的动作的流程图。
图5是用于说明驾驶员的眨眼和脸部方向的关系的图。
图6是用于说明本发明的第三实施方式的清醒度判定装置的动作的流程图。
具体实施方式
第一实施方式
下面，一边参照附图，一边说明本发明的第一实施方式。图1是用于示出本实施方式的清醒度判定***10的概略结构的框图。清醒度判定***10例如装载于汽车上，根据从拍摄装置20输出的驾驶员的影像，来判定该驾驶员是否处于清醒状态。
如图1所示，该清醒度判定***10具有拍摄装置20和清醒度判定装置30，清醒度判定装置30根据从拍摄装置20输出的影像，来判定驾驶员是否处于清醒状态。
拍摄装置20是将通过拍摄被拍摄人员而获取的图像转换成电信号来输出的装置。图2是示出从拍摄装置输出的图像的一例的图。参照图2所示的图像IM可知，该拍摄装置20例如以使坐在车辆的驾驶座的驾驶员100的脸F位于视野的中心的方式安装在车辆的前挡玻璃、仪表盘或者柱盖板上。然后，依次拍摄驾驶员100并将与驾驶员100的图像有关的图像信息D（m）依次地输出到清醒度判定装置30。
此外，m是1以上的整数，表示图像的拍摄张数。例如，图像信息D（m）是通过第m次的拍摄而获取的图像信息。另外，在驾驶员100接通车辆的点火开关时，m值被重新设定。就是说，每当驾驶员100开始驾驶时，m值就被重新设定。
返回图1，清醒度判定装置30具有存储部31、脸部方向检测部32、视线方向检测部33、第一计数部34、清醒度判定部35、基准值设定部36、第二计数部37以及初始状态判定部38。
存储部31按时序存储从拍摄装置20依次输出的图像信息。另外，依次存储与上述各部32～38的处理结果有关的信息。
每当从驾驶员100接通了车辆的点火开关的时刻t1经过时间H1（例如10分钟）时，脸部方向检测部32参照在经过时间H1的期间内拍摄到的图像信息D（m），来检测驾驶员100的脸部方向的变化。
例如，脸部方向检测部32利用索贝尔滤波器对由从时刻t1经过时间H1的期间内所输出的图像信息D（m）确定的图像分别执行图像处理，并检测驾驶员的脸的轮廓和眼睑的轮廓。并且，根据脸的轮廓和眼睑的轮廓之间的位置关系来检测驾驶员100的脸部方向作为向量Am（n）。接着，脸部方向检测部32检测基于图像信息D（m）所规定的向量Am（n）和基于图像信息D（m+1）所规定的向量Am+1（n）之间的角度成为规定的角度以上的时刻。并且，将与该时刻有关的时刻信息TA（m）保存到存储部31。下面，每隔经过时间H1时，脸部方向检测部32反复上述的动作。
每当从时刻t1经过时间H1时，视线方向检测部33参照在经过时间H1的期间内拍摄到的图像信息D（m），来检测驾驶员100的视线方向的变化。
例如，视线方向检测部33利用索贝尔滤波器对由从时刻t1经过时间H1的期间内所输出的图像信息D（m）确定的图像分别执行图像处理，并检测驾驶员的眼睑的轮廓和该眼睑之间的虹膜的轮廓。并且，根据眼睑的轮廓和虹膜的轮廓之间的位置关系来检测驾驶员100的视线方向作为向量Bm（n）。接着，脸部方向检测部32检测基于图像信息D（m）所规定的向量Bm（n）和基于图像信息D（m+1）所规定的向量Bm（n）之间的角度成为规定的角度以上的时刻。并且，将与该时刻有关的时刻信息TB（m）保存到存储部31。下面，每隔经过时间H1时，脸部方向检测部32反复进行上述的动作。
每当从时刻t1经过时间H1时，第一计数部34参照在经过时间H1的期间内拍摄到的图像信息D（m），来对驾驶员100眨眼的次数C1（i）进行计数。此外，i是1以上的整数。
例如，第一计数部34利用索贝尔滤波器对由图像信息D（m）确定的图像进行图像处理，并检测驾驶员的眼睑的轮廓。并且，根据眼睑的轮廓形状来检测驾驶员100的眨眼，并对检测到眨眼的次数C1（i）进行计数。此外，第一计数部34在检测次数C1时参照时刻信息TA（m）以及时刻信息TB（m），在根据与时刻信息TA（m）、时刻信息TB（m）有关联的图像信息来检测到眨眼时，第一计数部34不对次数C1进行计数。就是说，除了在驾驶员的脸部方向发生变化时检测到的眨眼和在驾驶员的视线方向发生变化时检测到的眨眼之外，第一计数部34对经过时间H1的期间内的眨眼的次数C1进行计数。
第一计数部34将与次数C1（i）有关的信息依次保存到存储部31。下面，每隔经过时间H1时，第一计数部34反复上述的动作。由此，将与次数C1（1）、次数C1（2）、……、次数C1（i）有关的信息依次存储到存储部31。
清醒度判定部35首先根据与保存在存储部31的眨眼的次数C1（1）有关的信息，来判定驾驶员100的清醒度。具体地，清醒度判定部35将次数C1（1）和规定的阈值进行比较，并判定次数C1（1）是否小于规定的阈值。
然后，在次数C1（1）小于阈值的情况下，清醒度判定部35判定为驾驶员不处于清醒状态。在这情况下，清醒度判定部35根据与次数C1（2）有关的信息，再次判定驾驶员100的清醒度。然后，清醒度判定部35反复判定清醒度来观察基于次数C1（i）判定是否被肯定，直到进行了该判定的次数达到规定的次数（例如五次）为止。
并且，在次数C1（i）为阈值以上的情况下，清醒度判定部35将驾驶员100处于清醒状态的情况通知给基准值设定部36。另一方面，在执行了规定次数的基于与次数C1（i）有关的信息的判定的结果，在次数C1（i）一次也未达到阈值以上的情况下，清醒度判定部35将驾驶员100不处于清醒状态的信息通知给基准值设定部36。
基准值设定部36根据来自清醒度判定部35的通知内容，来设定用于检测清醒度降低的初始状态（下面简称为初始状态）的基准值。例如，在接收到驾驶员100处于清醒状态的通知的情况下，基准值设定部36设定最新的次数C1（i）作为基准值S。另一方面，在接收到驾驶员100不处于清醒状态的通知的情况下，基准值设定部36设定次数C1（1）、C1（2）、……、C1（i）的平均值作为基准值S。并且，基准值设定部36将与基准值S有关的信息保存到存储部31，并且将结束了基准值S的设定的情况通知给第二计数部37。
若被通知设定了基准值的情况时，每当从设定了基准值的时刻T2经过时间H2（例如5分）时，第二计数部37参照在经过时间H2的期间内拍摄到的图像信息D（m），来对驾驶员100眨眼的次数C2（j）进行计数。此外，j是1以上的整数。并且，第二计数部37将与次数C2（j）有关的信息依次保存到存储部31。下面，每隔经过时间H2时，第二计数部37反复上述的动作。由此，将与次数C2（1）、次数C2（2）、……、次数C2（j）有关的信息依次保存到存储部31。
初始状态判定部38依次对基准值S和次数C2（j）进行比较。并且，在次数C2（j）大于在基准值S加上补正值α的值时，初始状态判定部38判定为驾驶员100的状态为清醒度降低时的初始状态，并将所判定的结果输出到外部装置等。该外部装置根据所判定的结果来进行动作。例如，向驾驶员100发出警报或者使自动制动器动作。
如上所述，在本实施方式中，在从接通了车辆的点火开关的时刻t1经过规定时间的期间内，根据拍摄到的驾驶员的图像，来设定用于检测初始状态的基准值S。通常认为，在驾驶员刚刚开始驾驶时，驾驶员处于清醒度高的状态。因此，该基准值S成为在某种程度上正确表示驾驶员处于清醒度高的状态的情况的指标。
在本实施方式中，通过对该基准值S和成为反映驾驶员的当前状态的指标的眨眼次数进行比较，来判定驾驶员的状态是否处于清醒度降低时的初始状态。因此，能够高精度地判定驾驶员是否处于清醒度高的状态。
在本实施方式中，就在驾驶员100的脸部方向发生了变化时检测到的眨眼和在驾驶员100的视线方向发生了变化时检测到的眨眼而言，并不通过第一计数部34来进行计数。因此，例如即使驾驶员100不眨眼睛并朝向下方而驾驶员的眼睑和拍摄装置20之间的角度发生了变化，也不会有第一计数部34错误地辨认该变化为驾驶员100的眨眼，并作为眨眼次数来进行计数的情况。因此，根据眨眼次数设定的基准值S的可靠性提高，该结果，高精度地判定驾驶员是否处于清醒度高的状态。
在本实施方式中，在时间H2内的驾驶员的眨眼次数大于基准值S时，判定驾驶员的清醒度是否高。因此，高精度地检测驾驶员的清醒度降低时的初始状态。
第二实施方式
接着，一边参照附图，一边说明本发明的第二实施方式。此外，对于与第一实施方式相同或者同等的结构，使用同等的附图标记，并且省略或者简略该说明。
本实施方式的清醒度判定***10在由清醒度判定装置30与一般的计算机或者微型计算机等装置同样的结构来实现这点上，与第一实施方式的清醒度判定***10不同。
图3是用于示出清醒度判定***10的物理性结构的框图。如图3所示，清醒度判定***10由拍摄装置20和清醒度判定装置30构成，其中清醒度判定装置30由计算机形成。
清醒度判定装置30包括CPU（Central Processing Unit，中央处理器）30a，主存储部30b，辅助存储部30c，显示部30d，输入部30e，接口部30f以及使上述各部相互连接的***总线30g而构成。
CPU30a根据存储在辅助存储部30c内的程序，来对从拍摄装置20输出的图像信息D（m）执行下述的处理。
主存储部30b包括RAM（Random Access Memory，随机存储器）等而构成，并作为CPU30a的作业区域而使用。
辅助存储部30c包括ROM（Read Only Memory，只读存储器）、磁盘、半导体存储器等非易失性存储器而构成。该辅助存储部30c存储有用于CPU30a执行的程序以及各种参数等。另外，依次存储与从拍摄装置20输出的图像有关的信息以及包括CPU30a的处理结果等信息。
显示部30d包括CRT（Cathode Ray Tube，阴极射线管）或者LCD（LiquidCrystal Display，液晶显示器）等而构成，用于显示CPU30a的处理结果。
输入部30e包括键盘或鼠标等定点设备而构成。操作者的指示通过该输入部30来输入并经过***总线30g向CPU30a通知。
接口部30f包括串行接口或者LAN（Local Area Network，局域网）接口等而构成。拍摄装置20通过接口部30f与***总线30g相连接。
图4的流程图与由CPU30a执行的程序的一系列处理算法相对应。下面，一边参照图4，一边对清醒度判定装置30执行的处理进行说明。
若驾驶员100接通车辆的点火开关，则清醒度判定***10启动。从拍摄装置20输出与拍摄装置20拍摄到的图像有关的信息之后，执行图4所示的处理。
首先，在最初的步骤S101，CPU30a将计数值n重新设定为1。
在下一步骤S102，CPU30a检测在驾驶员的脸部方向和驾驶员朝向正面时的眨眼次数。
例如，CPU30a对由从拍摄装置20开始了输出的时刻t1经过时间H1（例如10分）的期间内所输出的图像信息D（m）确定的图像，分别利用索贝尔滤波器执行图像处理，并检测驾驶员的脸的轮廓和眼睑的轮廓。此外，m是1以上的整数。
接着，根据每个图像信息D（m）的脸的轮廓和眼睑的轮廓的位置关系，CPU30a检测驾驶员100的脸部方向作为向量Am（n）。并且，在根据向量Am（n）判定到驾驶员100朝向车辆的行驶方向时，检测驾驶员100眨眼的次数C1（n）。具体地，根据由图像信息D（m）确定的图像上映出的眼睑的轮廓时序性的变化，来检测次数C1（n）。CPU30a以时间H1作为一个单位，来进行次数C1（n）的检测。
图5是用于说明驾驶员100的眨眼和脸部方向的关系的图。图5的实线L1，在驾驶员100闭着眼睛时呈高值，在睁开眼睛时呈低值。另外，在驾驶员100的脸部方向朝向正面（车辆的行驶方向）时，实线L2呈高值，在朝向其他方向时，实线L2呈低值。
例如，在眼睛的睁闭状态和脸部方向的变化推移到如图5的实线L1、L2所示时，CPU30a首先分别求出实线L2呈高值的时间带中的实线L1的上升次数Cm。例如，在实线L1呈高值的时刻t1至时刻t2之间，次数c1值为5。另外，在实线L1呈高值的时刻t3至时刻t4之间，次数c2值为2。并且，CPU30a根据下式（1）算出作为次数cm的总和的次数C1（n）。
C（n）=c1+c2+……+cm……（1）
接着，CPU30a根据下式（2）算出在经过时间H1的期间内，实线L2呈高值的时间T（n）。
T（n）=T1+T2+……+Tm……（2）
接着，CPU30a将次数C（n）除以时间T（n），来算出单位时间内的眨眼次数k1（n）（=C（n）/T（n））。
并且，在下一步骤S103，CPU30a将与对应每个图像信息D（m）检测到的向量Am（n）有关的信息和与次数k1（n）有关的信息保存到辅助存储部30c。
在下一步骤S104，判断计数值n是否大于2。在步骤S104的判断为否定的情况下，CPU30a过渡到下一步骤S105，并将计数值n增加1，然后返回步骤S102。然后，CPU30a反复执行步骤S102～步骤S105的处理，直到步骤S104的判断为肯定为止。由此，每当从时刻t1经过时间H1时，将与向量Am（1）、Am（2）、Am（3）有关的信息和与单位时间内的眨眼次数k1（1）、k1（2）、k1（3）有关的信息保存到辅助存储部30c。
在接通汽车的点火开关时，清醒度判定***10启动。因此，在清醒度判定装置30中，在启动之后的短时间内，根据驾驶员正在进行的例如观察车辆周边、设定座位的位置或者检查测量仪表时的图像，来检测各信息。在这情况下，由清醒度判定装置30检测的信息会不稳定。本步骤S104的处理根据该不稳定的信息，以避免进行步骤S106之后的处理的宗旨而执行。
另一方面，在步骤S104的判断为肯定的情况下，CPU30a过渡到步骤S106。
在步骤S106，CPU30a判断计数值n是否小于10。在步骤S106的判断为肯定的情况下，CPU30a过渡到步骤S107。
在步骤S107，CPU30a根据与在表示驾驶员100的脸部方向的向量Am（1）、Am（2）、Am（3）、……Am（n）之中的最新的向量Am（n）有关的信息，在经过时间H1的期间内，检测驾驶员100的脸部方向发生了变化的次数D。具体地，CPU30a检测脸部方向从正面变为除此之外的次数，即，实线L2下降了的次数作为次数D。
并且，对次数D和阈值进行比较，并在次数D为阈值以上的情况下，判断为驾驶员100处于清醒状态（步骤S107：是）。
在步骤S107的判断为肯定的情况下，CPU30a过渡到步骤S108。并且，CPU30a设定最近检测到的次数k1（n）作为基准值S。
另一方面，在步骤S107的判断为否定的情况下，CPU30a在步骤S105将计数值n增加1，然后返回步骤S102。然后，CPU30a反复执行步骤S102～步骤S107的处理。
若反复执行步骤S102～步骤S107的处理，则最终计数值n会比10大，并且步骤S106的判断被否定。在这情况下，CPU30a过渡到步骤S109。此外，在向步骤S109过渡时，会成为将与单位时间内的眨眼次数k1（1）、k1（2）、……、k1（10）有关的信息保存到辅助存储部30c的状态。
在步骤S109，CPU30a设定次数k1（3）、k1（4）、……、k1（10）的平均值kAVG作为基准值S。
即使经过了规定时间，S107的判断也未被肯定，并且在步骤S108未设定基准值S的情况下，执行步骤S109的处理。在这情况下，通过执行步骤S109的处理，根据到此为止获取到的信息来设定基准值S。
在下一步骤S111，CPU30a进行与步骤S102的处理同样的处理，并依次检测在驾驶员100朝向前方时进行的单位时间内的眨眼的次数k2（j）。
在下一步骤S112，CPU30a将与次数k2（j）有关的信息保存到辅助存储部30c。
在下一步骤S113，CPU30a判断次数k2（j）是否大于在基准值S加上补正值α的值。在步骤S113的判断为否定的情况（步骤S113：否）下，CPU30a返回步骤S111。并且，反复执行步骤S111～步骤S113的处理，直到步骤S113的判断为肯定为止。
另一方面，在步骤S113的判断为肯定的情况（步骤S 113：是）下，CPU30a过渡到步骤S114。
在步骤S114，CPU30a判定驾驶员100的状态处于清醒度降低时的初始状态，并将所判定的结果输出到外部装置等。
如上所述，在本实施方式中，在从接通了车辆的点火开关的时刻t1经过规定时间的期间内，设定用于检测初始状态的基准值S。因此，该基准值S在成为某种程度上正确表示驾驶员处于清醒度高的状态的情况的指标。
在本实施方式中，根据驾驶员朝向正面时的眨眼次数来设定基准值S。因此，例如即使驾驶员100不眨眼睛并朝向下方而驾驶员的眼睑和拍摄装置20之间的角度发生了变化，也不会有错误地辨认该变化为驾驶员100的眨眼，并作为眨眼次数来进行计数的情况。因此，根据眨眼次数设定的基准值S的可靠性提高。
在本实施方式中，通过对该基准值S和成为反映驾驶员的当前状态的指标的眨眼次数k2（j）进行比较，来判定驾驶员是否处于清醒度高的状态。因此，能够高精度地判定驾驶员是否处于清醒度高的状态。
在本实施方式中，在单位时间内的驾驶员的眨眼次数k2（j）大于基准值S时，判定为驾驶员的清醒度高。因此，能够高精度地检测驾驶员的清醒度降低时的初始状态。
第三实施方式
接着，一边参照附图，一边说明本发明的第三实施方式。此外，对于与第二实施方式相同或者同等的结构，利用同等的附图标记并省略或者简略该说明。
本实施方式的清醒度判定***10在不由CPU30a执行与步骤S106～步骤S108相当的处理的这点和与步骤S102相当的处理内容不同这点上，与第二实施方式的清醒度判定***10不同。
图6的流程图与由CPU30a执行的程序的一系列处理算法相对应。下面，一边参照图6，一边对本实施方式的清醒度判定装置30的动作进行说明。
首先，在最初的步骤S201，CPU30a将计数值n重新设定为1。
在下一步骤S202，CPU30a检测驾驶员眨眼的次数。例如，CPU30a对由从拍摄装置20开始了输出的时刻t1经过时间H1（例如10分）的期间内所输出的图像信息D（m）确定的图像，分别利用索贝尔滤波器执行图像处理，并检测驾驶员的眼睑的轮廓。
接着，根据由图像信息D（m）确定的图像上映出的眼睑的轮廓的时序性的变化，CPU30a检测驾驶员100眨眼的次数C1（n）。并且，将次数C1（n）除以时间H1，来算出单位时间内的眨眼次数k1（n）。
在下一步骤S203，CPU30a将与次数k1（n）有关的信息保存到辅助存储部30c。
在下一步骤S204，判断计数值n是否大于3。在步骤S204的判断为否定的情况（步骤S204：否）下，CPU30a过渡到下一步骤S205并将计数值n增加1，然后返回步骤S202。然后，CPU30a反复执行步骤S202～步骤S205的处理，直到步骤S204的判断为肯定为止。由此，每隔经过时间H1时，将与单位时间内的眨眼次数k1（1）、k1（2）、k1（3）、k1（4）有关的信息保存到辅助存储部30c。
另一方面，在步骤S204的判断为肯定的情况下，CPU30a过渡到步骤S208。
在下一步骤S208，CPU30a设定次数k1（1）、k1（2）、k1（3）、k1（4）的平均值kAVG作为基准值S。
在下一步骤S211，CPU30a参照图像信息D（m）对从当前时间点经过时间H2的期间内驾驶员100眨眼的次数C2（j）进行计数。并且，将次数C2（j）除以时间H2，来检测单位时间内的眨眼次数k2（j）。
在下一步骤S212，CPU30a将与次数k2（j）有关的信息保存到辅助存储部30c。
在下一步骤S213，CPU30a判断次数k2（j）是否大于在基准值S加上补正值α的值。在步骤S213的判断为否定的情况（步骤S213：否）下，CPU30a返回步骤S211。并且，反复执行步骤S211～步骤S213的处理，直到步骤S213的判断为肯定为止。
另一方面，在步骤S213的判断为肯定的情况（步骤S213：是）下，CPU30a过渡到步骤S214。
在步骤S214，CPU30a判定为驾驶员100的状态处于清醒度降低时的初始状态，并将所判定的结果向外部装置等输出。
如上所述，在本实施方式中，在从接通了车辆的点火开关的时刻t1经过规定时间的期间内，设定用于检测初始状态的基准值S。因此，该基准值S成为在某种程度上正确表示驾驶员处于清醒度高的状态的情况的指标。
在本实施方式中，通过对该基准值S和成为反映驾驶员的当前状态的指标的眨眼次数k2（j）进行比较，来判定驾驶员是否处于清醒度高的状态。因此，能够高精度地判定驾驶员是否处于清醒度高的状态。
在本实施方式中，在单位时间内的驾驶员的眨眼次数k2（j）大于基准值S时，判定为驾驶员的清醒度高。因此，能够高精度地检测驾驶员的清醒度降低时的初始状态。
以上对本发明的实施方式进行了说明，但本发明并不限定于上述实施方式。
例如，在上述第二实施方式中，检测驾驶员100的脸部方向发生了变化的次数D，并通过对该次数D和阈值进行比较，来判断驾驶员100是否处于清醒状态。并不限定于此，也可以检测驾驶员100的视线方向发生了变化的次数D2，并通过对该次数D2和阈值进行比较，来判断驾驶员100是否处于清醒状态。
上述各实施方式中，根据驾驶员刚刚接通了点火开关起经过了规定的时间内所输出的图像信息，来设定了基准值S。不限定于此，例如，也可以在驾驶员的脸部方向或者视线方向的变化比例大时，判断为驾驶员的清醒度高，并对驾驶员的眨眼次数进行计数，根据该计数结果来设定基准值S。通常认为，在驾驶员的脸部方向或者视线方向的变化比例大时，驾驶员处于清醒度高的状态。因此，根据驾驶员的脸部方向或者视线方向的变化比例大时的眨眼次数所算出的基准值S成为在某种程度上正确表示驾驶员处于清醒度高的状态的情况的指标。
第二实施方式以及第三实施方式的步骤S104、步骤S106、步骤S204的阈值为一例，而本发明并不限定于此。
上述各实施方式的清醒度判定装置30的功能可通过专用的硬件来实现，另外，也可通过通常的计算机***来实现。
在第二实施方式以及第三实施方式中，存储在清醒度判定装置30的辅助存储部30c内的程序可以分别存储在软盘、CD-ROM（Compact DiskRead-Only Memory，只读光盘）、DVD（Digital Versatile Disk，数字多功能光盘）、MO（Magneto-Optical Disk，光磁盘）等计算机能够读取的存储介质，并通过在计算机上安装该程序来执行上述的处理。
另外，也可以将程序存储在网络等通信网络上的规定的服务器装置所具有的磁盘装置等，例如，使程序寄载到载波中而下载到计算机上等。
在上述各实施方式中，根据驾驶员的单位时间内的眨眼次数，来设定了基准值S。这是一例，也可以根据其它的要素来设定基准值S。下面简单说明具体例。
设定基准值时，可以利用驾驶员的眼睑的开度。例如，测量处于清醒状态的驾驶员的眼睑的开度。并且，也可以算出除了眨眼的时间之外的单位时间内的眼睑的开度的平均值，并将该平均值作为基准值。在这情况下，在单位时间内的开度的平均值小于基准值的情况下，能够判断为驾驶员的状态处于清醒度开始降低的初始状态。
设定基准值时，可以利用驾驶员的眼睑闭时的经过时间（闭眼时间）。例如，测量处于清醒状态的驾驶员的闭眼时间。并且，也可以算出单位时间内的闭眼时间的平均值，并将该平均值作为基准值。在这情况下，在单位时间内的闭眼时间大于基准值的情况下，能够判断为驾驶员的状态处于清醒度开始降低的初始状态。
另外，在设定基准值时利用闭眼时间的情况下，也可以设定规定时间内的闭眼时间的累计值作为基准值，然后在规定时间内的闭眼时间的累计值大于基准值的情况下，判断为驾驶员的状态处于清醒度开始降低的初始状态。
设定基准值时，可以利用驾驶员的脸部方向。例如，测量处于清醒状态的驾驶员的脸部方向或者角度（欧拉角的倾斜）。并且，也可以算出单位时间内的脸部方向的标准偏差，并将该标准偏差作为基准值。在这情况下，在单位时间内的驾驶员的脸部方向的标准偏差大于基准值的情况下，能够判断为驾驶员的状态处于清醒度开始降低的初始状态。
另外，设定基准值时，除了脸部方向的欧拉角的倾斜之外，也可以利用欧拉角的间距或者偏摆。
设定基准值时，可以利用驾驶员的视线方向。例如，测量处于清醒状态的驾驶员的视线方向或者角度（欧拉角的偏摆）。并且，也可以算出单位时间内的视线方向的标准偏差，并将该标准偏差作为基准值。在这情况下，在单位时间内的驾驶员的视线方向的标准偏差小于基准值的情况下，能够判断为驾驶员的状态处于清醒度开始降低的初始状态。
另外，设定基准值时，除了视线方向的欧拉角的偏摆之外，也可以利用欧拉角的间距。
设定基准值时，可以利用驾驶员驾驶的车辆在横向上的位移量。例如，测量处于清醒状态的驾驶员驾驶的车辆的横向位移量。并且，也可以算出单位时间内的位移量的标准偏差，并将该标准偏差作为基准值。在这情况下，在单位时间内的横向位移量的标准偏差大于基准值的情况下，能够判断为驾驶员的状态处于清醒度开始降低的初始状态。可以通过对来自加速度传感器的输出进行积分，来算出车辆在横向上的位移量。
设定基准值时，可以利用驾驶员的心跳数。例如，测量处于清醒状态的驾驶员的心跳数。并且，也可以算出单位时间内的心跳数的平均值，并将该平均值作为基准值。在这情况下，在单位时间内的心跳数的平均值小于基准值的情况下，能够判断为驾驶员的状态处于清醒度开始降低的初始状态。
另外，也能够将心跳数转换成规定的指标，并根据该指标来判断驾驶员的状态。
例如，在规定时间内的心跳数N1和心跳的RR间隔达到规定的值（48ms）以上的次数N2之比（N2/N1）大于基准值的情况下，能够判断为驾驶员的状态处于清醒度开始降低的初始状态。
另外，也可以在单位时间内的RR间隔之差的平方和大于基准值的情况下，判断为驾驶员的状态处于清醒度开始降低的初始状态。
另外，也可以在RR间隔变动的特定的频带（例如0.04HZ～0.15HZ）的功率值PL或者RR间隔变动的特定的频带（例如0.15～0.4HZ）的功率值PH大于基准值的情况下，判断为驾驶员的状态处于清醒度开始降低的初始状态。
而且，也可以在功率值PL和功率值PH之比（PF/PH）或者功率值PL和功率值PL、PH相加的和之比（PL/（PH+PL））大于基准值的情况下，判断为驾驶员的状态处于清醒度开始降低的初始状态。
设定基准值时，可以利用驾驶员的呼吸间隔。例如，测量处于清醒状态的驾驶员的呼吸间隔。并且，也可以算出单位时间内的呼吸间隔的平均值，并将该平均值作为基准值。在这情况下，在单位时间内的呼吸间隔的平均值大于基准值的情况下，能够判断为驾驶员的状态处于清醒度开始降低的初始状态。
另外，在设定基准值时利用呼吸间隔的情况下，也可以设定单位时间内的呼吸间隔的标准偏差作为基准值，然后在单位时间内的呼吸间隔的标准偏差大于基准值的情况下，判断为驾驶员的状态处于清醒度开始降低的初始状态。
本发明在不脱离本发明的广义的精神和范围的情况下，能够进行各种各样的实施方式以及变形。另外，上述实施方式用于说明本发明，并不限定本发明的范围。
本申请基于2010年3月23日申请的日本专利申请2010-67001号。本说明书中参照结合日本专利申请2010-67001号的说明书、权利要求书的范围、全部附图。
产业上的可利用性
本发明的清醒度判定装置与清醒度判定方法以及程序适用于判定驾驶员的清醒度。
附图标记的说明
10清醒度判定***
20拍摄装置
30清醒度判定装置
30a CPU
30b主存储部
30c辅助存储部
30d显示部
30e输入部
30f接口部
30g***总线
31存储部
32脸部方向检测部
33视线方向检测部
34第一计数部
35清醒度判定部
36基准值设定部
37第二计数部
38初始状态判定部
100驾驶员
F脸
IM 图像

Claims (8)

1.一种清醒度判定装置，用于判定驾驶车辆的驾驶员的清醒度，其特征在于，
具有：
第一计数单元，在上述驾驶员处于规定的状态时，根据通过拍摄上述驾驶员而获取的影像，来对上述驾驶员眨眼的次数进行计数；
基准值设定单元，根据上述第一计数单元的计数结果，来设定基准值；
第二计数单元，在设定了上述基准值之后，根据通过拍摄上述驾驶员而获取的影像，来对上述驾驶员在规定时间内眨眼的次数进行计数；
判定单元，在由上述第二计数单元计数的次数大于上述基准值的情况下，判定为上述驾驶员的清醒度正在降低。
2.根据权利要求1所述的清醒度判定装置，其特征在于，上述规定的状态为，在某一设定的时间内，上述驾驶员的脸部方向的变化次数超过规定的阈值的状态。
3.根据权利要求1所述的清醒度判定装置，其特征在于，上述规定的状态为，在某一设定的时间内，上述驾驶员的视线方向的变化次数超过规定的阈值的状态。
4.根据权利要求1所述的清醒度判定装置，其特征在于，上述规定的状态为，从上述驾驶员开始驾驶时起经过规定的时间为止的期间内的状态。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的清醒度判定装置，其特征在于，
还具有检测单元，用于根据上述影像来检测上述驾驶员的脸部方向；
在由上述检测单元检测到的上述驾驶员的脸部方向与上述车辆的行驶方向大致相等时，上述第一计数单元对上述驾驶员眨眼的次数进行计数。
6.根据权利要求5所述的清醒度判定装置，其特征在于，在由上述检测单元检测到的上述驾驶员的脸部方向与上述车辆的行驶方向大致相等时，上述第二计数单元对上述驾驶员眨眼的次数进行计数。
7.一种清醒度判定方法，用于判定驾驶车辆的驾驶员的清醒度，其特征在于，
包括如下工序：
第一工序，在上述驾驶员处于规定的状态时，根据通过拍摄上述驾驶员而获取的影像，来对上述驾驶员眨眼的次数进行计数；
第二工序，根据上述第一工序的计数结果，来设定基准值；
第三工序，在设定了上述基准值之后，根据通过拍摄上述驾驶员而获取的影像，来对上述驾驶员在规定时间内眨眼的次数进行计数；
第四工序，在上述第三工序计数的次数大于上述基准值的情况下，判定为上述驾驶员的清醒度正在降低。
8.一种程序，其特征在于，
使计算机作为如下单元而发挥功能：
第一计数单元，在上述驾驶员处于规定的状态时，根据通过拍摄上述驾驶员而获取的影像，来对上述驾驶员眨眼的次数进行计数；
基准值设定单元，根据上述第一计数单元的计数结果，来设定基准值；
第二计数单元，在设定了上述基准值之后，根据通过拍摄上述驾驶员而获取的影像，来对上述驾驶员在规定时间内眨眼的次数进行计数；
判定单元，在由上述第二计数单元计数的次数大于上述基准值的情况下，判定为上述驾驶员的清醒度正在降低。
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