JP7151571B2 - DRIVER'S STATE DETERMINATION DEVICE AND DRIVER'S STATE DETERMINATION METHOD - Google Patents
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Description
この発明は撮像装置の撮像した画像から運転者の状態を判定する運転者状態判定装置及び運転者状態判定方法に関するものである。 The present invention relates to a driver's state determination device and a driver's state determination method for determining the state of a driver from an image captured by an imaging device.
運転者の顔色の情報を取得し、取得した顔色の情報から運転者が飲酒状態であるかを判定する飲酒運転防止装置が提案されている。 (下記特許文献1)。
A drunk driving prevention device has been proposed that acquires information on the complexion of a driver and determines whether the driver is in a drunken state from the acquired information on the complexion. (
特開2010-52635号公報 JP 2010-52635 A
従来例のように、運転者の顔色の情報を取得するためには可視光カメラを用いる必要がある。しかし、走行中の車両では、外光による車両内部の輝度の変化は非常に大きいため、可視光カメラでは、撮像した画像に頻繁に白飛び、黒飛びが発生してしまう。従って、居眠り状態や脇見状態など車両が走行中に取得したい運転者の状態を精度よく検出し続けることは困難である。 As in the conventional example, it is necessary to use a visible light camera in order to obtain information on the complexion of the driver. However, when a vehicle is running, the change in brightness inside the vehicle due to outside light is very large, so that the visible light camera frequently causes overexposure and overexposure in images captured by the visible light camera. Therefore, it is difficult to continue to accurately detect the driver's state, such as the state of dozing off or looking aside, while the vehicle is running.
一方、近赤外線カメラなど、非可視光の光を検出する非可視光カメラを用いる場合、外光の影響は受けにくいため、車両走行中に運転者の状態を精度よく検出できるものの、運転者の顔色の情報は取得することができない。 On the other hand, when using an invisible light camera that detects invisible light, such as a near-infrared camera, it is not easily affected by outside light, so it is possible to accurately detect the driver's condition while the vehicle is running. Information on complexion cannot be obtained.
運転者の顔色の情報を取得しつつ、走行中の車両で運転者の状態を精度よく判定するためには、可視光カメラと非可視光カメラの両方を用い、可視光カメラと非可視光カメラの両方で撮像することが考えられる。しかし、可視光カメラと非可視光カメラの撮像した両方の画像を常に画像処理する場合、CPUの処理負荷は非常に高いものになる。 In order to accurately determine the condition of the driver in a moving vehicle while acquiring information on the driver's complexion, both a visible light camera and an invisible light camera are used. It is conceivable to image with both. However, when constantly processing images captured by both the visible light camera and the invisible light camera, the processing load on the CPU becomes very high.
この発明は上記した問題点を解決するためになされたものであり、可視光カメラと非可視光カメラのON/OFFを適切に切り替えることで、CPUの処理負荷を抑えつつ、運転者の顔色の情報および車両走行中の運転者の状態を精度よく検出することができる運転者状態判定装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problems. It is an object of the present invention to provide a driver's state determination device capable of accurately detecting information and the state of a driver while a vehicle is running.
この発明に係わる運転者状態判定装置は、運転者の顔を撮像する可視光カメラの撮像した可視光画像を取得する可視光画像取得部と、可視光画像に基づいて運転者の状態を判定する第1の状態判定部と、運転者の顔を撮像する近赤外線カメラの撮像した近赤外線画像を取得する近赤外線画像取得部と、近赤外線画像に基づいて運転者の状態を判定する第2の状態判定部と、車両が走行状態か停車状態かを判定する車両走行状態判定部と、車両が停車状態の場合は、可視光カメラの電源をON、近赤外線カメラの電源をOFFの状態にし、車両が走行状態の場合は、可視光カメラをOFF、近赤外線カメラの電源をONの状態にする電源制御部と、を備える。 A driver condition determination device according to the present invention includes a visible light image acquisition unit that acquires a visible light image captured by a visible light camera that captures an image of a driver's face, and a driver condition determination unit that determines the driver's condition based on the visible light image. A first state determination unit, a near-infrared image acquisition unit that acquires a near-infrared image captured by a near-infrared camera that captures the driver's face, and a second state determination unit that determines the driver's state based on the near-infrared image. A state determination unit, a vehicle running state determination unit for determining whether the vehicle is in a running state or a stopped state, and when the vehicle is in a stopped state, turn on the power of the visible light camera and turn off the power of the near infrared camera, a power control unit that turns off the visible light camera and turns on the power of the near-infrared camera when the vehicle is in a running state.
この発明の運転者状態判定装置は、可視光カメラと近赤外線カメラのON/OFFを適切に切り替えることで、CPUの処理負荷を抑えつつ、運転者の顔色の情報および車両走行中の運転者の状態を精度よく検出することができる。 By appropriately switching ON/OFF of the visible light camera and the near-infrared camera, the driver condition determination device of the present invention suppresses the processing load of the CPU while suppressing the information on the driver's complexion and the image of the driver while the vehicle is running. The state can be detected with high accuracy.
以下、この発明を実施するための形態について、図を参照して説明する。なお、各図中の同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. The same or corresponding parts in each figure are denoted by the same reference numerals, and redundant description thereof will be appropriately simplified or omitted.
実施の形態1
図1は本実施の形態1に係わる運転者状態判定装置100の構成を示すブロック図である。
運転者状態判定装置100は、可視光画像取得部1、第1の状態判定部2、近赤外画像取得部3、第2の状態判定部4、車両走行状態判定部5および電源制御部6を備える。
図1に示すように、可視光画像取得部1は可視光カメラ10、近赤外画像取得部3は近赤外線カメラ20に接続されており、近赤外線カメラ20には近赤外線LED21が接続されている。また、電源制御部6は、可視光カメラ10、近赤外線カメラ20およびルームランプ30に接続されている。
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a driver's
The driver
As shown in FIG. 1, the visible light
可視光カメラ10は、可視光を撮像可能なCCD(Charge-Coupled Device)カメラによって構成され、可視光を撮像する。
近赤外線カメラ20は、近赤外線を撮像可能なCCDカメラによって構成され、近赤外線LED(Light Emission Diode)21から発光された近赤外線を撮像する。近赤外線カメラ20および近赤外線LED21は一つのモジュールとなっていてもよいし、分離されていてもよい。また、近赤外線LED21は、近赤外線カメラ20の撮像タイミングに同期して発光するものとする。
可視光カメラ10および近赤外線カメラ20は、ハンドルコラムやセンターコンソール、ダッシュボード、ルームミラー等に設けられており、少なくとも運転者の顔が撮像範囲に含まれる角度で設置されている。その際、助手席の乗員や後部座席の乗員も同時に撮像できるように、設置位置および画角等が調整されてもよい。
The
The near-
The
可視光画像取得部1は、可視光カメラ10が撮像した可視光画像を可視光カメラ10から取得し、第1の状態判定部2に可視光画像を出力する。
また、可視光画像取得部1は、取得した可視光画像の平均輝度を算出し、当該平均輝度が閾値以下の場合、電源制御部6に、可視光画像の平均輝度が低い旨の通知を行う。
第1の状態判定部2は、可視光画像取得部1から可視光画像が出力された場合、当該可視光画像から運転者の顔色の情報を取得し、当該運転者の顔色の情報に基づいて運転者の飲酒状態を判定する。なお、第1の状態判定部2は、運転者が飲酒状態と判定した場合、不図示の車両制御部に運転者が飲酒状態である旨を出力し、車両が走行できないようにロックをかけさせる。このようにすることで、運転者が飲酒状態の場合に、運転者が車両を運転することが不可能となるので。運転者が飲酒状態のまま車両を運転してしまうことを防ぐことが可能となる。
The visible light
In addition, the visible light
When the visible light image is output from the visible light
具体的には、第1の状態判定部2は、不図示の記憶部に記憶されている運転者の通常の顔色の情報と可視光画像から取得した運転者の顔色の情報を比較し、可視光画像から取得した運転者の顔色が通常の運転者の顔色よりも閾値以上赤みがかっていると判定された場合、運転者が飲酒状態であると判定する。
第1の状態判定部2が判定する運転者の状態は、運転者の顔色を取得できることで、より高精度に判定できる状態であり、飲酒状態判定以外にも、例えば、化粧状態判定、個人判定(個人認証)等を行ってもよい。
Specifically, the first
The state of the driver determined by the first
近赤外線画像取得部3は、近赤外線カメラ20が撮像した近赤外線画像を近赤外線カメラ20から取得し、当該近赤外線画像を第2の状態判定部4に出力する。
第2の状態判定部4は、近赤外線画像取得部3から近赤外線画像を受信した場合、当該近赤外線画像から運転者の目の開眼度、顔向き等、色の情報が不要な情報を取得し、取得した目の開眼度、顔向き等に基づいて運転者の覚醒度の低下状態(居眠り状態、運転不能状態等)や脇見状態を判定する。なお、第2の状態判定部4は、運転者が覚醒度の低下状態または脇見状態にあると判定した場合、不図示の警報装置に警報を出力させるように制御する。このようにすることで、運転者が覚醒度の低下状態または脇見状態にある場合に、運転者を正常な状態に戻るように促すことが可能となる。
The near-infrared
When a near-infrared image is received from the near-infrared
車両走行状態判定部5は、不図示のECU(Electronic Control Unit)等から、シフトポジションの情報を取得し、車両が停車状態か走行状態かを判定する。車両走行状態判定部5は、車両走行状態の判定結果を電源制御部6に出力する。
なお、車両走行状態判定部5は、シフトポジションがパーキングの時には車両が停車状態、シフトポジションがドライブ、リバースまたはニュートラルの時には車両が走行状態と判定する。
The vehicle running
The vehicle running
電源制御部6は、車両走行状態判定部5が停車状態であると判定した場合、可視光カメラ10の電源をON、近赤外線カメラ20の電源をOFFの状態にする。一方、車両走行状態判定部5が走行状態であると判定した場合、可視光カメラ10の電源をOFF、近赤外線カメラ20の電源をONの状態にする。
When the vehicle running
つまり、車両が停車時には、可視光カメラ10で運転者を撮像し、撮像した可視光画像から運転者の顔色の情報を取得する。そして、取得した顔色情報から飲酒状態を判定する。
一方、車両が走行中には、近赤外線カメラ20で運転者を撮像し、撮像した近赤外線画像から運転者の目の開眼度や顔向き等、色の情報が不要な情報を取得する。そして、取得した運転者の目の開眼度や顔向き等に基づいて運転者の覚醒度の低下状態や脇見状態を判定する。
このように、車両が停車中か走行中かに応じて、撮像するカメラを切り替えることによって、CPUの処理負荷を抑えつつ、運転者の顔色の情報および車両走行中の運転者の状態を精度よく検出することができる。
That is, when the vehicle is stopped, the
On the other hand, while the vehicle is running, the near-
In this way, by switching the camera for imaging depending on whether the vehicle is stopped or running, information on the driver's complexion and the state of the driver while the vehicle is traveling can be obtained with high accuracy while suppressing the processing load on the CPU. can be detected.
また、電源制御部6は、可視光画像取得部1から可視光画像の平均輝度が低い旨の通知が行われた場合、車両のルームランプ30を点灯させる。このようにすることで、夜間での撮像時など、車内が暗く、運転者の顔色の情報をうまく取得できない場合に、ルームランプで車内を照らすことで、車内を明るくすることが可能となり、精度よく運転者の顔色の情報を取得することが可能となる。
また、予め車内に備えられているルームランプ30を可視光カメラ10の光源として用いることで、別途可視光カメラ用の光源を備えることが不要となり、コストを削減することが可能となる。
なお、電源制御部6は、車両が走行状態となった場合に、ルームランプ30が点灯しているか否かを判定し、ルームランプ30が点灯していると判定した場合は、ルームランプ30を消灯させる。このようにすることで、近赤外線カメラ20での撮像時に、ルームランプ30の光がノイズとして乗ってしまうのを抑制することができる。
Further, when the visible light
Further, by using the
The
次に、運転者状態判定装置100のハードウェア構成例を説明する。
図2A及び図2Bは、運転者状態判定装置100のハードウェア構成例を示す図である。
運転者状態判定装置100における可視光画像取得部1、第1の状態判定部2、近赤外画像取得部3、第2の状態判定部4、車両走行状態判定部5及び電源制御部6の各機能は、処理回路によって実現される。即ち、運転者状態判定装置100は上記各機能を実現するための処理回路を備える。当該処理回路は、図2Aに示すように専用のハードウェアである処理回路200aであってもよいし、図2Bに示すようにメモリ200cに格納されているプログラムを実行するプロセッサ200bであってもよい。
Next, a hardware configuration example of the driver's
2A and 2B are diagrams showing a hardware configuration example of the driver's
Visible light
図2Aに示すように、可視光画像取得部1、第1の状態判定部2、近赤外画像取得部3、第2の状態判定部4、車両走行状態判定部5及び電源制御部6が専用のハードウェアである場合、処理回路200aは、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、FPGA(Field-programmable Gate Array)、またはこれらを組み合わせたものが該当する。可視光画像取得部1、第1の状態判定部2、近赤外画像取得部3、第2の状態判定部4、車両走行状態判定部5及び電源制御部6の各部の機能をそれぞれ処理回路で実現してもよいし、各部の機能をまとめて1つの処理回路で実現してもよい。
As shown in FIG. 2A, a visible light
図2Bに示すように、可視光画像取得部1、第1の状態判定部2、近赤外画像取得部3、第2の状態判定部4、車両走行状態判定部5及び電源制御部6がプロセッサ200bである場合、各部の機能は、ソフトウェア、ファームウェア、またはソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。ソフトウェアまたはファームウェアはプログラムとして記述され、メモリ200cに格納される。プロセッサ200bは、メモリ200cに記憶されたプログラムを読み出して実行することにより、可視光画像取得部1、第1の状態判定部2、近赤外画像取得部3、第2の状態判定部4、車両走行状態判定部5及び電源制御部6の各機能を実現する。即ち、可視光画像取得部1、第1の状態判定部2、近赤外画像取得部3、第2の状態判定部4、車両走行状態判定部5及び電源制御部6は、プロセッサ200bにより実行されるときに、後述する図3および図4に示す各ステップが結果的に実行されることになる。また、これらのプログラムは、可視光画像取得部1、第1の状態判定部2、近赤外画像取得部3、第2の状態判定部4、車両走行状態判定部5及び電源制御部6の手順または方法をコンピュータに実行させるものであるともいえる。
As shown in FIG. 2B, the visible light
ここで、プロセッサ200bとは、例えば、CPU(Central Processing Unit)、処理装置、演算装置、プロセッサ、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、またはDSP(Digital Signal Processor)などのことである。メモリ200cは、例えば、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、フラッシュメモリ、EPROM(Erasable Programmable ROM)、EEPROM(Electrically EPROM)等の不揮発性または揮発性の半導体メモリであってもよいし、ハードディスク、フレキシブルディスク等の磁気ディスクであってもよいし、ミニディスク、CD(Compact Disc)、DVD(Digital Versatile Disc)等の光ディスクであってもよい。
Here, the
次に、運転者状態判定装置100の動作について図3を用いて説明する。なお、図3のフローチヤートでは、可視光画像からは飲酒状態の判定を行い、近赤外線画像からは居眠り判定を行う動作を例にとって説明している。
図3は実施の形態1に係る運転者状態判定装置100の動作を表すフローチャートである。
運転者状態判定装置100の電源がONになった場合、車両走行状態5は、車両が停車状態か否かを判定する(ステップS001)。車両が停車状態の場合(ステップS002:YES)、電源制御部5は、可視光カメラ10の電源をON、近赤外線カメラ20の電源をOFFの状態にする(ステップS002)。そして、可視光画像取得部1は、可視光カメラ10の撮像した可視光画像を取得し(ステップS003)、取得した画像に基づいて後述するルームランプ点灯処理(ステップS004)を実施する。次に、第1の状態判定部2は、可視光画像から運転者の顔色を検出し、顔色に基づいて運転者が飲酒状態を判定する(S005)。そして、運転者の飲酒状態の判定が終了した場合、ステップ001の判定に戻る。
Next, the operation of the driver's
FIG. 3 is a flow chart showing the operation of the driver's
When the power of the driver
一方、車両が走行状態の場合(ステップS001:NO)、電源制御部5は、ルームランプ30が点灯しているか否かを判定し(ステップS006)、ルームランプ30が点灯している場合(ステップS006:YES)、ルームランプ30を消灯し(ステップS007)、可視光カメラ10の電源をOFF、近赤外線カメラ20の電源をONの状態にする(ステップS008)。一方、ルームランプ30が消灯している場合(ステップS006:NO)、ステップS007をスキップしステップ008の処理を実行する、
次に、近赤外線画像取得部3は、近赤外線カメラ20の撮像した近赤外線画像を取得し(S009)、第2の状態判定部4は、近赤外線画像から運転者の居眠り状態を判定する(ステップS010)。そして、居眠り判定が終了した場合、ステップS001の判定に戻る。
On the other hand, when the vehicle is running (step S001: NO), the
Next, the near-infrared
次に、ルームランプ点灯処理の動作について、図4を用いて説明する。
図4は、実施の形態1に係わる運転者状態判定装置100のルームランプ点灯処理の動作を表すフローチャートである。
可視光画像取得部1がステップS002で可視光画像を取得した場合、可視光画像取得部1は、可視光画像の平均輝度を算出する(ステップS101)。可視光画像取得部1は、ステップS101で算出した平均輝度が閾値以下か否かを判定し(ステップS102)、平均輝度が閾値以下の場合、電源制御部6は車両に備えられているルームランプの電源をONにし(S103)、再度可視光画像を取得する(ステップS104)。そして処理を終了する。一方、平均輝度が閾値より高い場合(ステップS102:NO)、ステップS103およびステップS104をスキップして、処理を終了する。
Next, the operation of room lamp lighting processing will be described with reference to FIG.
FIG. 4 is a flowchart showing the operation of room lamp lighting processing of the driver's
When the visible light
以上のように、実施の形態1によれば、運転者の顔を撮像する可視光カメラ10の撮像した可視光画像を取得する可視光画像取得部1と、可視光画像に基づいて運転者の状態を判定する第1の状態判定部2と、運転者の顔を撮像する近赤外線カメラ20の撮像した近赤外線画像を取得する近赤外線画像取得部3と、近赤外線画像に基づいて運転者の状態を判定する第2の状態判定部4と、車両が走行状態か停車状態かを判定する車両走行状態判定部5と、車両が停車状態の場合は、可視光カメラ10の電源をON、近赤外線カメラ20の電源をOFFの状態にし、車両が走行状態の場合は、可視光カメラ10をOFF、近赤外線カメラ20の電源をONの状態にする電源制御部6と、を備える構成としたので、CPUの処理負荷を抑えつつ、運転者の顔色の情報および車両走行中の運転者の状態を精度よく検出することができる。
As described above, according to
100 運転者状態判定装置、1 可視光画像取得部、2 第1の状態判定部 、3 近赤外線画像取得部、4 第2の状態判定部、5 車両走行状態判定部、6 電源制御部、10 可視光カメラ、20 近赤外線カメラ、21 近赤外線LED、30 ルームランプ、200a 処理回路、200b プロセッサ、200c メモリ
100 driver
Claims (6)
前記可視光画像に基づいて前記運転者の状態を判定する第1の状態判定部と、
前記運転者の顔を撮像する近赤外線カメラの撮像した近赤外線画像を取得する近赤外線画像取得部と、
前記近赤外線画像に基づいて前記運転者の状態を判定する第2の状態判定部と、
車両が走行状態か停車状態かを判定する車両走行状態判定部と、
前記車両が停車状態の場合は、前記可視光カメラの電源をON、前記近赤外線カメラの電源をOFFの状態にし、前記車両が走行状態の場合は、前記可視光カメラの電源をOFF、前記近赤外線カメラの電源をONの状態にする電源制御部と、
を備える運転者状態判定装置。 a visible light image acquisition unit that acquires a visible light image captured by a visible light camera that captures an image of the driver's face;
a first state determination unit that determines the state of the driver based on the visible light image;
a near-infrared image acquisition unit that acquires a near-infrared image captured by a near-infrared camera that captures the driver's face;
a second state determination unit that determines the state of the driver based on the near-infrared image;
a vehicle running state determination unit that determines whether the vehicle is running or stopped;
When the vehicle is in a stopped state, the power of the visible light camera is turned on, and the power of the near-infrared camera is turned off. a power control unit for turning on the power of the infrared camera;
A driver state determination device comprising:
前記電源制御部は、前記平均輝度が予め定められた輝度以下の場合、前記車両のルームランプを点灯させる請求項1記載の運転者状態判定装置。 The visible light image acquisition unit acquires the average luminance of the visible light image,
2. The driver's state determination device according to claim 1, wherein said power control unit turns on a room lamp of said vehicle when said average luminance is equal to or lower than a predetermined luminance.
前記可視光画像に基づいて前記運転者の状態を判定するステップと、
前記運転者の顔を撮像する近赤外線カメラの撮像した近赤外線画像を取得するステップと、
前記近赤外線画像に基づいて前記運転者の状態を判定するステップと、
車両が走行状態か停車状態かを判定するステップと、
前記車両が停車状態の場合は、前記可視光カメラの電源をON、前記近赤外線カメラの電源をOFFの状態にし、前記車両が走行状態の場合は、前記可視光カメラをOFF、前記近赤外線カメラの電源をONの状態にするステップと、
を備える運転者状態判定方法。 obtaining a visible light image captured by a visible light camera that captures the driver's face;
determining the state of the driver based on the visible light image;
obtaining a near-infrared image captured by a near-infrared camera that captures the driver's face;
determining the state of the driver based on the near-infrared image;
determining whether the vehicle is running or stopped;
When the vehicle is in a stopped state, the power of the visible light camera is turned on and the power of the near infrared camera is turned off, and when the vehicle is in a running state, the visible light camera is turned off and the near infrared camera is turned off. a step of turning on the power of
A driver state determination method comprising:
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