JP7433188B2 - 撮像装置、移動体用ディスプレイ、および、ドライバモニタリングシステム - Google Patents
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Description
そのため、従来、赤外線カメラを運転者の正面に設置するようにした技術が知られている。例えば、特許文献1には、運転者の顔等を撮影可能なモニタ用赤外線カメラを含み、運転者の顔等と対向するように配置される車載撮影装置が開示されている。
赤外線カメラが運転者の正面となる位置に設置されていない場合であっても、赤外線カメラが運転者の正面顔を撮像できるようにしなければならないという課題があった。
実施の形態1.
実施の形態1に係る撮像装置は、移動体に搭載され、いわゆる「ドライバモニタリングシステム(Driver Monitoring System,DMS)」にて、乗員の顔向き、または、乗員の視線等、乗員の状況を検知するために用いられる。実施の形態1では、移動体は「車両」とする。また、実施の形態1では、ドライバモニタリングシステム100(後述の図5参照)において状況を検知する対象となる乗員は「運転者」とする。
ドライバモニタリングシステム100は、撮像装置1(後述の図1参照)が車両の運転者を撮像した撮像画像に基づいて、運転者の状況を検知し、検知結果に基づいて、運転者に対して警告または情報提供を行う。運転者に対する警告とは、例えば、シートベルト未着用に対する警告、または、自動運転から手動運転への切替の際に運転者にハンドルを握らせるための警告である。運転者に提供する情報とは、例えば、右折等、経路を案内する情報、ルート変更要否を問合せる情報、休憩を勧めるための情報、または、道路標識を案内する情報である。
実施の形態1において、ドライバモニタリングシステム100は、上述したような警告または情報提供を、アイコン151(後述の図1参照)を表示することで行う。
図1Aは、撮像装置1が設置された状態で撮像装置1を上面から見た構成の一例のイメージを示す図であり、図1Bは、図1AのA矢視図である。なお、図1Bに示す撮像装置1は、撮像装置1が設置された状態で撮像装置1の正面側から見たイメージを示している。図1において、Z軸の方向は、撮像装置1が車両に設置された状態で車両の進行方向とは反対の方向に相当する。図1において、X軸の方向は、撮像装置1が車両に設置された状態で車両の幅方向に相当する。図1において、Y軸の方向は、撮像装置1が車両に設置された状態で車両の上下方向に相当する。
ここで、図2は、実施の形態1において、撮像装置1の設置位置の一例を説明するための図である。
図2に示すように、撮像装置1は、例えば、インストルメントパネル(以下「インパネ」という。)の中央部の、エアコンのスイッチまたはカーナビゲーション装置等が取り付けられるセンタークラスターに設置される。
なお、実施の形態1において、車両の幅方向の中央とは、厳密に中央であることに限定されず、略中央を含む。また、実施の形態1において、撮像装置1が車両の幅方向において運転席の正面とならない場所に設置されることは、「撮像装置1が車両の幅方向の中央部に設置される」ことに含まれるものとする。
図3は、赤外線カメラ12が撮像した撮像画像上の運転者の顔の一例のイメージを説明するための図である。図3Aは、赤外線カメラ12が運転者の正面顔を撮像した場合の、撮像画像上の運転者の顔の一例のイメージを示す図であり、図3Bは、赤外線カメラ12が運転者の横顔を撮像した場合の、撮像画像上の運転者の顔の一例のイメージを示す図であり、図3Cは、赤外線カメラ12が運転者の正面上向き顔を撮像した場合の、撮像画像上の運転者の顔の一例のイメージを示す図である。
一方、図3Bに示すように、赤外線カメラ12が運転者の横顔を撮像した場合、例えば、撮像画像上で、赤外線カメラ12から遠い方の運転者の目の状態が十分にわかるようになっていない。さらに、図3Cに示すように、赤外線カメラ12が運転者の正面上向き顔を撮像した場合、例えば、撮像画像上で、運転者の両目とも、その状態が十分にわかるようになっていない。
ドライバモニタリングシステム100において、視線の向き等、運転者の状況検知を精度よく行おうとすると、赤外線カメラ12が撮像した撮像画像において、例えば図3Aに示すように、運転者の顔のパーツが十分にわかるようになっている必要がある。
したがって、本来、撮像装置1は運転席の正面に設置され、赤外線カメラ12が運転者の正面顔を撮像できるようになっていることが好ましい。
実施の形態1では、上述したような制約のため、撮像装置1は、インパネの中央部等、車両の幅方向において運転席の正面とならない場所に設定されていることを前提とする。
図1に示すように、撮像装置1は筐体11を有し、筐体11の内部に、赤外線カメラ12、赤外線LED(Light Emitting Diode)13、および、可視光LED(Light Emitting Diode)14を備える。赤外線LED13および可視光LED14は、基板16に設けられる。
撮像装置1が設置された状態で、撮像装置1の筐体11の正面となる面、言い換えれば、赤外線カメラ12の撮像方向となる面は、可視光遮光部材15で形成される。
赤外線カメラ12は、赤外線LED13からの赤外光を照明として用い、撮像装置1が車両の幅方向の中央部に設置された際に、運転席を含む領域を撮像可能となっている。
例えば、可視光遮光部材15は、透明の部材であって、アイコン151部分以外の部分に、赤外光を透過し可視光を遮光するIR透過インキが塗布されている部材である。なお、赤外光の波長は、可視光の波長より長い。可視光遮光部材15のアイコン151部分以外の部分は、赤外光より長い波長の光を透過させるIR透過インキが塗布されることで、赤外光を透過しつつ、可視光を遮光するようになっている。
可視光遮光部材15は、アイコン151部分もアイコン151以外の部分も赤外光は透過するため、可視光遮光部材15による、赤外線カメラ12の撮像への影響はない。
赤外線LED13から発せられ運転者の顔等で反射、または、運転者の顔等から出射される赤外光の波長域の光は、Z軸方向とは逆方向に向かい、可視光遮光部材15を透過して赤外線カメラ12の受光面に入射する。
一般に、アイコン151は、アイコン用のモニタが設置されるメータクラスターまたはセンタークラスター等に表示されるように設けられる。これに対し、実施の形態1では、アイコン151を撮像装置1の筐体11の一面である可視光遮光部材15に設けるようにすることで、メータクラスターまたはセンタークラスター等にアイコン151を設ける必要がなくなり、例えば、メータクラスターまたはセンタークラスター等のためのスペースを縮小することができる。また、例えば、メータクラスターまたはセンタークラスター等にアイコン151を設ける必要がないため、メータクラスターまたはセンタークラスター等にて表示等される情報量が少なくなり、運転者は、メータクラスターまたはセンタークラスター等に表示等される情報を視認しやすくなる。
アイコン151は、可視光LED14が点灯することで可視化される。
なお、可視光の波長は赤外光の波長よりも短いため、可視光LED14から発せられる可視光による、赤外線LED13および赤外線カメラ12への影響はない。具体的には、例えば、可視光LED14が点灯しても可視光は赤外線カメラ12へ入光することがないため、赤外線カメラ12は、可視光LED14の点灯または消灯にかかわらず、同じ映像を撮像することができる。
可視光LED14は、アイコン151を可視化させるタイミングで点灯される。
なお、赤外線LED13は、赤外線カメラ12の照明であるため、常時点灯している。しかし、赤外光は赤外領域の光であり、可視光ではないため、赤外線LED13が点灯していても、アイコン151は可視化されない。すなわち、赤外線LED13が点灯していても、運転者にはアイコン151は視認されない。
可視光遮光部材15は、赤外光を透過させつつ可視光を遮光するため、赤外線カメラ12、赤外線LED13、および、可視光LED14を目隠しすることができる。これによって、撮像装置1は、意匠性を向上させている。しかし、運転者から赤外線カメラ12が視認されてしまうと、意匠性が損なわれる。
撮像装置1は、赤外線カメラ12と近い位置にアイコン151を設けるようにすることで、アイコン151が可視化された際に、運転者に対して、赤外線カメラ12の方向に顔を向けさせることができる。
赤外線カメラ12は、撮像装置1が車両の幅方向の中央部に設置された際に、自然な流れでアイコン151に顔を向けた運転者の顔を撮像領域に含むようになっている。
その結果、撮像装置1において、赤外線カメラ12は、運転者の正面顔を撮像することができる。
図4は、実施の形態1において、撮像装置1に備えられている赤外線カメラ12の設置位置と、運転席に着座した状態の運転者の顔向きと、赤外線カメラ12が撮像した運転者の顔との関係のイメージを説明するための図である。図4において、赤外線カメラ12と運転者の顔は、車両上方から見たイメージとしている。なお、図4では、説明の簡単のため、撮像装置1の構成部は、赤外線カメラ12と可視光遮光部材15とアイコン151のみ図示している。
図4Aは、運転者が正面に顔を向けている場合の、赤外線カメラ12の設置位置と、運転者の顔向きと、赤外線カメラ12が撮像した運転者の顔との関係のイメージを説明する図であり、図4Bは、図4Aに示す状態から、アイコン151が可視化され運転者がアイコン151を目視した場合の、赤外線カメラ12の設置位置と、運転者の顔向きと、赤外線カメラ12が撮像した運転者の顔との関係のイメージを説明する図である。なお、図4Aでは、アイコン151は可視化されていないものとする。
したがって、図4Aに示すように、運転者が正面に顔を向けている場合、赤外線カメラ12は、運転者の左側の横顔を撮像することになる。
図4Aに示す状態から、アイコン151が可視化されると、図4Bに示すように、運転者はアイコン151を目視しようとアイコン151の方向に顔を向ける。運転者がアイコン151の方向に顔を向けると、赤外線カメラ12は、運転者の正面顔を撮像することができる。
また、ここでは、赤外線LED13と可視光LED14とは隣接されるものとするが、これは一例に過ぎず、赤外線LED13と可視光LED14とが隣接されていることは必須ではない。
これにより、撮像装置1は、自然な流れで運転者が赤外線カメラ12の方向に顔を向けるようにすることができる。その結果、撮像装置1は、赤外線カメラ12が運転者の正面となる位置に設置されていない場合であっても、運転者の正面顔を撮影できる。
このとき、ドライバモニタリングシステム100では、赤外線カメラ12が撮像した撮像画像に基づき、「○」と「×」の、いずれに視線を向けたかによって、運転者がルート変更を許可したかを判定する。具体的には、ドライバモニタリングシステム100は、視線が向けられたほうのアイコン151を、選択されたアイコン151と判定する。ここで、赤外線カメラ12が運転者の正面顔を撮像しないと、運転者の視線がどちらに向けられているかが正確に判定できない。これに対し、撮像装置1は、アイコン151を赤外線カメラ12の近くに設けるようにし、自然な流れで運転者が赤外線カメラ12の方向に顔を向けるようにすることができる。なお、ドライバモニタリングシステム100は、運転者がルート変更を許可したと判定すると、その旨をカーナビゲーション装置に通知する。カーナビゲーション装置は、運転者に対して、変更後のルートを案内する。
運転者の表情または視線のゆらぎを検出するためには、赤外線カメラ12が運転者の正面顔を撮像していることが好ましい。これに対し、撮像装置1は、運転者がアイコンに視線を向けることで、自然な流れで運転者が赤外線カメラ12の方向を向けるようにしている。これにより、撮像装置1は、赤外線カメラ12が運転者の正面顔を撮像可能としている。そして、ドライバモニタリングシステム100は、赤外線カメラ12が運転者の正面顔を撮像した撮像画像に基づいて、運転者の状況、具体的には、体調を判定する。
図5は、実施の形態1において、可視光LED14の点灯制御および消灯制御を行う制御装置2の構成例を示す図である。なお、撮像装置1の各構成部については、図1を用いて説明済みであるため、図5では同じ符号を付して重複した説明を省略する。なお、図5において、アイコン151の図示は省略している。
撮像装置1と制御装置2とはネットワークを介して接続される。
制御装置2は、例えば、車両に搭載される。
点灯制御部21は、可視光LED14の点灯制御を行う。具体的には、点灯制御部21は、例えば、乗員監視装置(図示省略)またはカーナビゲーション装置(図示省略)等から、アイコン151の点灯を指示するアイコン点灯指示情報を受け付けた場合、可視光LED14を点灯させる。アイコン151が複数存在する場合は、点灯制御部21は、アイコン点灯指示情報に基づき、点灯させるアイコン151に対応する可視光LED14を点灯させる。アイコン点灯指示情報には、点灯させるアイコン151を特定可能な情報が含まれる。また、どの可視光LED14が、点灯することでどのアイコン151を可視化させるかは、予め決められている。
上述の例でいうと、例えば、乗員監視装置は、運転者がシートベルトを着用していないと検知すれば、運転者に対してシートベルト未着用である旨の警告を行う必要があると判定する。そして、乗員監視装置は、シートベルト未着用である旨を示すアイコン151の点灯を指示するアイコン点灯指示情報を、制御装置2に出力する。
制御装置2の点灯制御部21は、乗員監視装置から出力されたアイコン点灯指示情報を受け付ける。そして、点灯制御部21は、シートベルト未着用である旨を示すアイコン151を表示するための可視光LED14を点灯させる。
なお、上述したような、乗員監視装置の機能を、制御装置2が備えるようにしてもよい。
制御装置2の点灯制御部21は、カーナビゲーション装置から出力されたアイコン点灯指示情報を受け付ける。そして、点灯制御部21は、「〇」および「×」のアイコン151を表示するための可視光LED14を点灯させる。
なお、このとき、カーナビゲーション装置は、例えば、音声出力装置(図示省略)から、運転者に対して、渋滞が発生しているためルート変更を行うか否かを確認する音声を出力させる。運転者は、ルート変更を行うか否かを確認する音声が出力されると、「〇」または「×」の方向に視線を向けることで、ルート変更を許可するか否かを回答する。
消灯制御部22は、例えば、赤外線カメラ12から撮像画像を取得し、赤外線カメラ12が撮像した撮像画像に基づき、消灯条件を満たしたか否かを判定する。消灯制御部22は、例えば、車両に設置されているバックルスイッチ、または、ハンドルに設置されている接触センサからセンサ情報を取得し、取得したセンサ情報に基づいて、消灯条件を満たしたか否かを判定してもよい。
具体例を挙げると、例えば、消灯制御部22は、赤外線カメラ12が撮像した撮像画像に基づき、運転者の視線がアイコン151の方向を向いたことを検知した場合に消灯条件を満たしたと判定する。消灯制御部22は、既知の画像認識技術を用いて、運転者の視線がアイコン151の方向を向いたことを検知すればよい。なお、撮像装置1が設置された状態において、赤外線カメラ12の設置位置、赤外線カメラ12の画角、および、アイコン151の位置は予めわかっているので、消灯制御部22は、撮像画像に基づいて運転者の視線がアイコン151の方向を向いたことを検知できる。
具体的には、例えば、消灯制御部22は、上述の、運転者がアイコン151に対応する動作を行ったか否かの判定を、センサ情報に基づいて判定するようにしてもよい。例えば、消灯制御部22は、ハンドルに設置されている接触センサから取得したセンサ情報に基づいて、運転者がハンドルを握ったか否かを判定する。また、例えば、消灯制御部22は、バックルスイッチから取得したセンサ情報に基づいて、運転者がシートベルトを着用したか否かを判定する。
点灯制御部21は、可視光LED14の点灯制御を行う(ステップST601)。
消灯制御部22は、ステップST601にて点灯制御部21が可視光LED14を点灯させた後、可視光LED14の消灯制御を行う(ステップST602)。より詳細には、消灯制御部22は、点灯制御部21が可視光LED14を点灯させた後、消灯条件を満たしたと判定した場合に可視光LED14を消灯させる。
制御装置2が可視光LED14を消灯させるため、ドライバモニタリングシステム100において、アイコン151の可視化を停止させる、言い換えれば、警告状態を解除するためのハードスイッチ等を設ける必要がない。
実施の形態1において、点灯制御部21と消灯制御部22の機能は、処理回路701により実現される。すなわち、制御装置2は、撮像装置1が備える可視光LED14の点灯および消灯を制御するための処理回路701を備える。
処理回路701は、図7Aに示すように専用のハードウェアであっても、図7Bに示すようにメモリ705に格納されるプログラムを実行するCPU(Central Processing Unit)704であってもよい。
また、制御装置2は、撮像装置1等の装置と、有線通信または無線通信を行う入力インタフェース装置702および出力インタフェース装置703を備える。
これに限らず、点灯制御部21と消灯制御部22のうち、一部または全部を車両の車載装置に搭載されるものとし、その他を当該車載装置とネットワークを介して接続されるサーバに備えられるものとして、車載装置とサーバとでドライバモニタリングシステム100を構成するようにしてもよい。
図8は、実施の形態1に係る撮像装置1が一体化された移動体用ディスプレイ3の構成例のイメージを説明するための図である。
撮像装置1は、移動体用ディスプレイ3と一体化され、移動体用ディスプレイ3が備える操作パネル31が、可視光遮光部材15を兼ねる。そして、操作パネル31にアイコン151が設けられる。
図8では、一例として、シートベルト未着用である旨を警告するアイコン151と、道路標識を案内するアイコン151とが、操作パネル31に設けられているものとしている。
移動体用ディスプレイ3の内部には赤外線カメラ12と、当該赤外線カメラ12の照明用の赤外線LED13(図8では図示省略)と、アイコン151を可視化させるための可視光LED14(図8では図示省略)とが備えられる。可視光LED14が点灯し、アイコン151が可視化されると、運転者はアイコン151を目視する。これにより、赤外線カメラ12は、自然なかたちで運転者の正面顔を撮像可能となる。
この場合、撮像装置1が車両の幅方向の中央部に設置された際、赤外線カメラ12は、座席に着座した状態の、運転者以外の乗員の顔を含む領域を、撮像領域に含むものとする。例えば、運転者以外の乗員を助手席の乗員とすると、撮像装置1は、自然な流れで助手席の乗員が赤外線カメラ12の方向に顔を向けるようにすることができる。その結果、赤外線カメラ12は、助手席の乗員の正面顔を撮像することができる。
Claims (11)
- 移動体の幅方向の中央部に設置される撮像装置であって、
赤外線LEDと、
可視光LEDと、
前記赤外線LEDが発した赤外光を透過し、かつ、前記可視光LEDが発した可視光を遮光する可視光遮光部材と、
前記可視光遮光部材に設けられ、前記可視光LEDが点灯することで可視化されるアイコンと、
前記赤外線LEDからの前記赤外光を照明として用い、前記移動体の前記幅方向の前記中央部に設置された際に、前記アイコンに顔を向けた前記移動体の乗員の顔を撮像領域に含む赤外線カメラ
とを備えた撮像装置。 - 前記可視光LEDは、
点灯した場合に、前記可視光LEDが発した前記可視光が前記赤外線カメラに照射されない位置に設けられる
ことを特徴とする請求項1記載の撮像装置。 - 請求項1または請求項2記載の撮像装置を備えた
ことを特徴とする移動体用ディスプレイ。 - 請求項1または請求項2記載の撮像装置と、
前記可視光LEDを点灯させる点灯制御部と、
前記点灯制御部が前記可視光LEDを点灯させた後、消灯条件を満たした場合に前記可視光LEDを消灯させる消灯制御部とを有する制御装置
とを備えたドライバモニタリングシステム。 - 前記消灯制御部は、
前記赤外線カメラが撮像した撮像画像に基づき、前記消灯条件を満たしたか否かを判定する
ことを特徴とする請求項4記載のドライバモニタリングシステム。 - 前記消灯制御部は、
前記赤外線カメラが撮像した撮像画像に基づき、運転者の視線が前記アイコンの方向を向いたことを検知した場合に前記消灯条件を満たしたと判定する
ことを特徴とする請求項5記載のドライバモニタリングシステム。 - 前記消灯制御部は、
前記赤外線カメラが撮像した撮像画像に基づき、運転者が前記アイコンに手を伸ばしたことを検知した場合に前記消灯条件を満たしたと判定する
ことを特徴とする請求項5記載のドライバモニタリングシステム。 - 前記消灯制御部は、
前記赤外線カメラが撮像した撮像画像に基づき、運転者が前記可視光LEDの消灯を指示するジェスチャを行った場合に前記消灯条件を満たしたと判定する
ことを特徴とする請求項5記載のドライバモニタリングシステム。 - 前記消灯制御部は、
前記赤外線カメラが撮像した撮像画像に基づき、運転者が前記アイコンに対応する動作を行った場合に前記消灯条件を満たしたと判定する
ことを特徴とする請求項5記載のドライバモニタリングシステム。 - 前記消灯制御部は、
前記移動体に設置されているセンサから取得したセンサ情報に基づき、前記消灯条件を満たしたか否かを判定する
ことを特徴とする請求項4記載のドライバモニタリングシステム。 - 前記消灯制御部は、
前記センサ情報に基づき、運転者が前記アイコンに対応する動作を行った場合に前記消灯条件を満たしたと判定する
ことを特徴とする請求項10記載のドライバモニタリングシステム。
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