(57)【要約】【課題】カメラの撮像方向が移動体の前後方向に対して傾いている場合でも、ドライバの顔向き角度を高精度に検出することが可能なドライバモニタ方法、及びドライバモニタ装置を提供する。【解決手段】車両のドライバを撮像可能に設置したカメラ２１で撮像される画面内に基準点ｑ１を設定する。ドライバが車両の進行方向前方を向いているときに、カメラ２１で撮像される画面内の、基準点ｑ１と、ドライバに設定した特徴点の画面内の位置である現特徴点ｑ２と、の位置ずれ量δＸを求める。そして、この位置ずれ量δＸに基づいて、カメラ２１の撮像方向と、車両の前後方向とのなす角度である設置角度φを補正する。即ち、位置ずれ量δＸに基づいてずれ角度δθを演算し、設置角度φにずれ角度δθを加算して、オフセット角度θoffsetを求める。【選択図】図５
2018163561.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動体のドライバの顔向き角度を検出するドライバモニタ方法であって、
前記ドライバを撮像可能に設置したカメラで撮像される画像内に基準点を設定し、
前記ドライバが前記移動体の進行方向前方を向いているときに、前記カメラで撮像される画像内の前記基準点と、前記ドライバに設定した特徴点の前記画像内の位置と、の位置ずれに基づいて、前記カメラの撮像方向と、前記移動体の前後方向とのなす角度である基準角度を補正すること
を特徴とするドライバモニタ方法。
【請求項２】
前記基準点を、
所定の基準位置にて前記ドライバが移動体の進行方向前方を向いているときに、前記カメラで撮像される画像内の、前記特徴点の位置に設定すること
を特徴とする請求項１に記載のドライバモニタ方法。
【請求項３】
補正後の前記基準角度を用いて、前記ドライバの顔向き角度を検出し、
検出した顔向き角度が、予め設定した閾値角度を超えたときに、前記ドライバは脇見運転であると判断すること
を特徴とする請求項１または２に記載のドライバモニタ方法。
【請求項４】
前記移動体の運転開始から所定時間内に撮像した複数の画像に含まれる前記特徴点の位置の平均を、ドライバが移動体の進行方向前方を向いているときの前記特徴点の画像内の位置とすること
を特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のドライバモニタ方法。
【請求項５】
予め設定した一定時間で区切られる時間帯毎に、複数の画像に含まれる前記特徴点の位置の平均を算出し、最新の時間帯で算出した特徴点の位置の平均を、ドライバが移動体の進行方向前方を向いているときの前記特徴点の画像内の位置とすること
を特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のドライバモニタ方法。
【請求項６】
一定の時間間隔毎に前記カメラで撮像した画像に含まれる前記特徴点の位置を検出し、最新の時刻で検出した特徴点の位置を、ドライバが移動体の進行方向前方を向いているときの前記特徴点の画像内の位置とすること
を特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のドライバモニタ方法。
【請求項７】
移動体のドライバの顔向き角度を検出するドライバモニタ装置であって、
前記ドライバを撮像可能に設置したカメラと、
前記カメラで撮像される画像内に基準点を設定し、前記ドライバが前記移動体の進行方向前方を向いているときに、前記カメラで撮像した画像内の前記基準点と、前記ドライバに設定した特徴点の前記画像内の位置と、の位置ずれに基づいて、前記カメラの撮像方向と、前記移動体の前後方向とのなす角度である基準角度を補正する補正部と、
を備えたことを特徴とするドライバモニタ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ドライバの顔向き角度を検出するドライバモニタ方法及びドライバモニタ装置に係り、特に移動体の前後方向とカメラの撮像方向とのなす角度を補正する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来におけるドライバモニタ装置として、例えば、特許文献１に開示されたものが知られている。該特許文献１では、運転席の正面に設けられたカメラを用いてドライバの顔を含む領域を撮像し、眼等の特徴点の位置の移動を検出することにより、ドライバが視認している領域を精度良く検出することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−６６０２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した特許文献１に開示された従来例は、運転席の正面にカメラを設けており、車両の前後方向とカメラの撮像方向が一致するので、シート位置の変更等によりドライバが前後方向に移動した場合でも、ドライバの顔の向きを高精度に検出することができる。しかし、ドライバの前方にカメラ設けていない場合、即ち、車両の前後方向に対して平面視で所定の設置角度だけ傾けてカメラが設けられている場合には、シート位置が前後方向に移動すると、撮像方向に対する特徴点の方向が変化するので、ドライバの顔の向きを高精度に検出できなくなる。
【０００５】
本発明は、このような従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、カメラの撮像方向が移動体の前後方向に対して傾いている場合でも、ドライバの顔向き角度を高精度に検出することが可能なドライバモニタ方法、及びドライバモニタ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本願発明は、カメラで撮像される画像内に基準点を設定し、ドライバが移動体の進行方向前方を向いているときに、カメラで撮像される画像内の基準点と、ドライバに設定した特徴点の画像内の位置との位置ずれに基づいて、基準角度を補正する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係るドライバモニタ方法及びドライバモニタ装置では、カメラの撮像方向が移動体の前後方向に対して傾いている場合でも、ドライバの顔向き角度を高精度に検出することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係るドライバモニタ装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、本発明の一実施形態に係るドライバモニタ装置の、各構成要素の取付位置を示す説明図である。
【図３】図３は、運転席近傍に設けられるカメラ位置と、基準点、及びドライバの特徴点の位置関係を示す説明図である。
【図４Ａ】図４Ａは、ずれ角度が生じていないときの、通常視認角度範囲Ｒ１と、ドライバが正常に運転しているときの顔向き範囲Ｒ２との関係を示す説明図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、ずれ角度が生じているときの、通常視認角度範囲Ｒ１と、ドライバが正常に運転しているときの顔向き範囲Ｒ２との関係を示す説明図である。
【図５】図５は、カメラ位置と、基準点、ドライバの特徴点、及び撮影面の位置関係を示す説明図である。
【図６Ａ】図６Ａは、カメラと基準点、及び特徴点との位置関係を示す説明図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、カメラの焦点距離ｆと撮影距離Ｌとの関係を示す説明図である。
【図７】図７は、本発明の一実施形態に係るドライバモニタ装置の処理手順を示すフローチャートである。
【図８】図８は、図７に示したオフセット角度の演算処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るドライバモニタ装置の構成を示すブロック図、図２は車両（移動体）内での各構成要素の取付位置を示す説明図である。図１に示すように、本実施形態に係るドライバモニタ装置は、ドライバ監視器１１と、運転コントローラ１２と、警報器１３と、ＨＭＩコントローラ１４と、ディスプレイ１５、及びメモリ１６を備えている。
【００１０】
ドライバ監視器１１は、ドライバの顔を含む領域を撮像するカメラ２１（ドライバを撮像可能に設置したカメラ）を備えており、該カメラ２１で撮像したドライバの顔画像から、ドライバの顔の、車両の進行方向に対する角度（これを、「顔向き角度」とする）を検出する。そして、検出した角度データを運転コントローラ１２に送信する。カメラ２１は、例えばＣＣＤ、ＣＭＯＳ等のイメージセンサを搭載した光学的なカメラを用いることができる。また、ドライバ監視器１１は、カメラ２１で撮像した画面内の基準点と、ドライバに設定した特徴点の画面内の位置との位置ずれに基づいて、カメラ２１の撮像方向と、車両の前後方向とのなす角度である設置角度（基準角度）を補正する補正部としての機能を備えている。本実施形態に記載する「画面」とは、カメラ２１で撮像した画像をディスプレイ１５に表示したものである。
【００１１】
カメラ２１は撮像面がドライバ側を向いて配置されており、且つ、その撮像方向は、車両の前後方向に対して、平面視で所定の設置角度（後述するφ）だけ傾いた方向となるように配置されている。
【００１２】
運転コントローラ１２は、車両の運転に関する種々の制御を行うものであり、本実施形態では、ドライバ監視器１１より出力されるドライバの顔向き角度データが取得されると、この顔向き角度データに基づいて警報を出力するか否かを判断する。例えば、ドライバが進行方向前方を向いているときの角度（基準角度）に対して、予め設定した閾値角度を超えて左方向、或いは右方向を向いたときには、警報器１３、及びＨＭＩコントローラ１４に警報信号要求を出力する。
【００１３】
警報器１３は、例えばスピーカを有しており、警報要求信号が与えられた際には「脇見運転です。前方を見てください」等の音声を出力して、ドライバに注意を促す。
ＨＭＩコントローラ１４は、運転コントローラ１２より警報信号要求が与えられたときに、ディスプレイ１５に警報信号を出力する。
【００１４】
ディスプレイ１５は、ドライバに提供する各種の情報を表示する機能を備えており、本実施形態では、ＨＭＩコントローラ１４より警報信号が与えらえた際には、「脇見運転です。前方を見てください」等の文字画像を表示してドライバに注意を促す。
メモリ１６は、警報器１３より出力する音声信号やディスプレイ１５に表示する文字画像のデータを記憶する。更に、後述するように、車両の前後方向に対するカメラ２１の撮影方向の角度（設置角度）や、ドライバの特徴点の位置情報等を記憶する。
【００１５】
そして、本実施形態に係るドライバモニタ装置は、ドライバ監視器１１に搭載するカメラ２１でドライバの顔画像を撮像し、更に、顔画像に含まれる特徴点（例えば、２つの眼の間、鼻、耳等）の位置の変化に基づいて、ドライバの顔向き角度を求める。そして、顔向き角度が閾値角度を超えていると判断した場合には、ドライバは脇見状態であると判断し、警報を発してドライバに脇見状態であることを知らせる。
【００１６】
なお、本実施形態のドライバ監視器１１、運転コントローラ１２、ＨＭＩコントローラ１４で示す各機能は、１又は複数の処理回路により実装され得る。処理回路は、電気回路を含む処理装置を含む。処理装置は、また、実施形態に記載された機能を実行するようにアレンジされた特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）や従来型の回路部品のような装置を含む。
【００１７】
［顔向き角度に誤差が生じることの説明］
前述したように、本実施形態で用いるカメラ２１は、その撮像方向が車両の前後方向に対して、平面視で設置角度φだけ傾いた位置に設けられている。
【００１８】
カメラ２１の撮影領域とドライバとの位置関係を合わせるために、車両のシートの前後方向に基準を設定し、ドライバが車両の進行方向前方を向いたときの特徴点（例えば、２つの眼の中間点、鼻）の位置を基準点（図３に示すｑ１）として設定する。更に、ドライバをカメラ２１で撮像したときの画面内の中心に基準点ｑ１が位置するように、カメラ２１の撮像方向を設定する。つまり、画面内に基準点ｑ１を設定する。このように設定することで、カメラ２１で撮像されるドライバの顔画像の変化（眼、鼻、口等の画像の変化）に基づいて、顔向き角度を検出することができる。
【００１９】
しかし、ドライバが車両の進行方向前方を向いたときに、該ドライバの特徴点が常に画面内の基準点ｑ１に位置するとは限らず、実際にはシートポジションを前後に適宜移動して好適な位置に移動することが多い。従って、基準点ｑ１と車両運転時のドライバの特徴点との間にずれが生じてしまう。この状態でドライバの顔向き角度を検出すると大きな誤差が生じてしまう。以下、顔向き角度に誤差が生じる理由について詳細に説明する。
【００２０】
図３は、車両の運転席近傍の平面視を模式的に示す図であり、符号Ｚはステアリングを示している。図３において、車両の前後方向を符号ｄ１で示している。また、前述した基準点をｑ１としている。従って、カメラ２１から基準点ｑ１に向かう方向がカメラ２１の撮像方向であり、この撮像方向をｄ２とする。前後方向ｄ１と撮像方向ｄ２のなす角度が、設置角度φである。
【００２１】
また、シートが基準位置とされ、且つドライバが車両の進行方向前方を向いているときの、ドライバの特徴点が、カメラ２１で撮像する画面の中心に位置するように、カメラ２１を設定している。従って、この位置において、カメラ２１でドライバを撮像すると、撮像される画面内の中心にドライバの特徴点（例えば、２つの眼の中間点、鼻）が位置することになる。なお、本実施形態では、一例として画面の中心に基準点ｑ１を合わせる例を示しているが、本発明は、画面の中心に限定するものではない。
【００２２】
そして、この状態でドライバが顔の向きを左側、或いは右側に向けると、カメラ２１で撮像される画像に含まれる眼、鼻、口等の位置が変化する。画像変化に基づき、周知の画像処理技術（例えば、特開２００３−２３３８０３公報等に開示された技術）を用いてドライバの顔向き角度の変化を求めることができる。
【００２３】
そして、通常運転で許容される顔向き角度（脇見でない顔向き角度）の範囲を「通常視認角度範囲」に設定し、ドライバの顔向き角度が通常視認角度範囲から外れたときに、ドライバは脇見であると判定する。図４Ａは、通常視認角度範囲Ｒ１と、ドライバが正常に運転しているときの顔向き範囲Ｒ２との関係を示す説明図であり、例えば、カメラ２１の設置角度φを２５度としている。顔向き範囲Ｒ２は、通常視認角度範囲Ｒ１の内部に納まっているので、通常の顔向き角度では脇見と判定されることはない。また、ドライバの顔向き角度が点ｐ１の方向となった場合には、通常視認角度範囲Ｒ１から外れるので、脇見であると判定する。
【００２４】
ここで、シートの移動等によりドライバの位置が前後方向（図３に示すｄ１方向）に移動し、ドライバの特徴点が基準点ｑ１と一致しない場合（例えば、図３の点ｑ２に特徴点が移動した場合）には、ドライバの顔向き角度にずれが生じてしまう。即ち、運転時の前後方向の位置に応じて、ドライバの顔向き角度にずれが生じてしまう。例えば、図３に示す角度θoffset（後述するオフセット角度）を２０度とする。その結果、図４Ｂに示すように、ドライバが正常に運転しているときの顔向き範囲Ｒ２が、通常視認角度範囲Ｒ１に対してずれが生じてしまう。即ち、ドライバの顔向き角度に「２０度−２５度＝−５度」のずれが生じてしまう。このため、符号Ｒ３に示す領域は、ドライバは正常な顔向き角度であるにも関わらず、脇見であると誤判定してしまう。更に、ドライバの顔向き角度が点ｐ１の方向となった場合でも、この方向が通常視認角度範囲Ｒ１の内部であると判定され、脇見を検出できなくなることが有る。
【００２５】
これは、図３に示した基準点ｑ１に対して、ドライバの特徴点ｑ２（これを「現特徴点ｑ２」とする）が前後方向ｄ１に向けて距離Ｐだけ移動し、カメラ２１から基準点ｑ１に向く撮像方向ｄ２と、カメラ２１から現特徴点ｑ２に向く方向ｄ３（現特徴点方向）との間にずれ角度δθが生じたことに起因するものである。
【００２６】
本実施形態では、上記のずれ角度δθを算出し、このずれ角度δθを用いて車両の前後方向ｄ１とカメラ２１の撮像方向ｄ２とのなす角度を補正することにより、ドライバの顔向き角度を高精度に検出する。その結果、シート位置の変更によりドライバが基準位置に対して前後方向に移動した場合でも、図４Ａに示したように、ドライバの顔向き範囲Ｒ２が、通常視認角度範囲Ｒ１の内部に納まるようにして、ドライバの脇見を高精度に検出する。
【００２７】
［ずれ角度δθの算出方法の説明］
次に、上述したずれ角度δθを算出する手順について説明する。図５は、前述した図３に、カメラ２１により撮像する基準点ｑ１を含む撮影面Ｋ１を記載した図である。カメラ２１で撮像される画面は、撮影面Ｋ１の領域である。ドライバがシート位置の調整等により後方に移動し、特徴点が点ｑ１から距離Ｐだけ後方の現特徴点ｑ２に移動すると、この現特徴点ｑ２は撮影面Ｋ１上で点ｑ３に射影される。
【００２８】
図６Ａは、カメラ２１の撮像方向ｄ２と撮影面Ｋ１との関係を示す説明図、図６Ｂは、カメラ２１の撮影倍率を示す説明図である。図６Ａ、図６Ｂに示すように、カメラ２１から点ｑ１までの距離を撮影距離Ｌ、カメラ２１の焦点距離をｆ、撮影倍率をαとする。撮影倍率αは、撮影距離Ｌと焦点距離ｆから、次の（１）式で示すことができる。
α＝ｆ／（Ｌ−ｆ）      …（１）
【００２９】
前後、左右、上下と移動するドライバの挙動を常に監視する必要があるため、一般的にドライバモニタ装置の光学系は、広角、つまり焦点距離が短い。この場合、焦点距離ｆは、撮影距離Ｌに対して極めて小さいので（ｆ≪Ｌ）、（１）式の分母を「Ｌ」で置き換えることができる。なお、図６Ｂでは、理解促進のため撮影距離Ｌに対して焦点距離ｆを誇張した大きさで記載している。従って、次の（２）式が得られる。
α＝ｆ／Ｌ      …（２）
【００３０】
また、図６Ａに示す点ｑ１と点ｑ３の間の距離（カメラ２１で撮像される画面上での位置ずれ量）をδＸとすると、カメラ２１のセンサ上での位置ずれ量は、距離δＸに撮影倍率αを乗じて「α・δＸ」となる。つまり、カメラ２１の画素サイズを「ｄ」とすると、カメラ２１のセンサ上で、（α・δＸ／ｄ）ピクセル分の位置ずれが生じることになる。
【００３１】
即ち、カメラ２１で撮像される画面上で、画面の中心（基準点ｑ１に対応）からＮピクセルだけずれた位置（点ｑ３に対応）に特徴点が検出された場合には、次の（３）式が成立する。
δＸ＝Ｎ・ｄ／α        …（３）
【００３２】
更に、δＸ＝Ｌ・tan（δθ）なる関係があるので、ずれ角度δθは次の（４）式で求めることができる。
δθ＝tan−１（（Ｎ・ｄ）／（α・Ｌ））        …（４）
なお、ずれ角度δθは極めてゼロに近いので、（４）式は「tan−１」を「sin−１」に置き換えて演算してもよい。
【００３３】
また、図５に示すように、前後方向ｄ１と、現特徴点方向ｄ３と、のなす角度をオフセット角度θoffsetとすると、オフセット角度θoffsetは、次の（５）式で求めることができる。
θoffset＝φ＋δθ        …（５）
なお、ずれ角度δθは、図中反時計回りを正方向としているので、図５に示す例ではマイナスとなる。
即ち、ずれ角度δθを用いて設置角度φ（撮像方向と前後方向とのなす角度である基準角度）を補正し、補正後の基準角度であるオフセット角度θoffsetを求めることができる。
【００３４】
或いは、図５に示すように、カメラ２１から前後方向ｄ１までの垂直距離を距離Ａとし、カメラ２１から点ｑ１までの前後方向ｄ１に向く距離を距離Ｂとし、更に、ずれ角度δθを用いて距離Ｐを求めることができるので、距離、Ａ、Ｂ、Ｐを用いて、次の（６）式でオフセット角度θoffsetを求めることができる。
θoffset＝tan−１（Ａ／（Ｂ＋Ｐ））      …（６）
【００３５】
このようにして、ずれ角度δθ、及びオフセット角度θoffsetを求めることができる。そして、オフセット角度θoffsetを用いて、ドライバが車両を運転しているときに検出される顔向き角度（補正前）を補正することにより、正確な顔向き角度を求めることができる。
【００３６】
例えば、カメラ２１の撮像面の中心を基準点ｑ１に合わせた状態で、ドライバの顔向き角度（補正前）θoutを検出した場合には、「θout−θoffset」を演算し、この演算結果を顔向き角度θｄとすることにより、ドライバの顔向き角度を高精度に算出できる。そして、算出した顔向き角度θｄが予め設定した閾値角度よりも大きいと判定した場合に、ドライバは脇見であると判定することができる。
【００３７】
［処理手順の説明］
次に、図７、図８に示すフローチャートを参照して、本実施形態に係るドライバモニタ装置の具体的な処理手順について説明する。
【００３８】
初めに、図７に示すステップＳ１１において、ドライバ監視器１１は、車両のイグニッションがオンであるか否かを判断し、オンである場合には（ステップＳ１１でＹＥＳ）、ステップＳ１２において、カメラ２１で撮像する画面上での現特徴点ｑ２を設定する。前述したように、現特徴点ｑ２は、ドライバがシートの位置調整等により前後方向に移動し、且つドライバが車両の進行方向前方を向いたときの特徴点の位置である。本実施形態では、現特徴点ｑ２を設定するタイミングとして、イグニッションがオンとされてから（運転開始から）所定時間Ｔ１の間にドライバを撮像した画面内の特徴点の平均を現特徴点とする。イグニッションオン直後の時間帯は、車両の運転が開始されておらずドライバは進行方向前方を向いている可能性が高いので、この時間帯で撮像される画面内の特徴点を検出することにより、精度の高い現特徴点ｑ２の設定が可能となる。
【００３９】
ステップＳ１３において、ドライバ監視器１１は、オフセット角度θoffsetの演算処理を実施する。
【００４０】
以下、図８に示すフローチャートを参照して、オフセット角度θoffsetの演算処理手順について説明する。
ステップＳ３１において、ドライバ監視器１１は、カメラ２１のセンサ上での、基準点ｑ１の位置、及び点ｑ３の位置（図５参照）を検出する。
ステップＳ３２において、ドライバ監視器１１は、センサ上の基準点ｑ１から点ｑ３までのピクセル数Ｎを演算する。
【００４１】
ステップＳ３３において、ドライバ監視器１１は、上述した（３）式により撮影面Ｋ１の、カメラ２１により撮像する画面内での基準点ｑ１と点ｑ３との間の距離である位置ずれ量δＸを演算する。
ステップＳ３４において、ドライバ監視器１１は、位置ずれ量δＸに基づいてドライバの現特徴点ｑ２の、基準点ｑ１からの距離Ｐを演算する。
【００４２】
ステップＳ３５において、ドライバ監視器１１は、上述した（４）式により、ずれ角度δθを演算する。
ステップＳ３６において、ドライバ監視器１１は、上述した（５）式、或いは（６）式により、オフセット角度θoffsetを演算する。
【００４３】
オフセット角度θoffsetが演算されると、図７のステップＳ１４において、ドライバ監視器１１は、カメラ２１で撮像したドライバの画像から、顔向き角度（補正前）θoutを検出する。顔向き角度の検出方法は、上述したように周知の技術を使用することができる。
ステップＳ１５において、ドライバ監視器１１は、顔向き角度（補正前）θoutから、ステップＳ１３の処理で演算したオフセット角度θoffsetを減じて、ドライバの顔向き角度θｄを演算する。
【００４４】
ステップＳ１６において、ドライバ監視器１１は、ドライバの顔向き角度θｄの絶対値と、予め設定した閾値角度とを比較し、｜θｄ｜≧（閾値角度）である場合には、ドライバは脇見であると判定し、ステップＳ１７において、警報指令を出力する。図１に示す警報器１３は、警報指令が出力されると、音声や光等によりドライバに対して警報を発する。更に、ディスプレイ１５に警報を示す画像を表示する。その結果、ドライバが脇見であることを気づかせることができる。なお、図４Ａにおいて、脇見判定の角度を左右対称にしない場合には、異なる２つの閾値角度（第１閾値角度、第２閾値角度）を設定し、（第１閾値角度）≧θｄ≧（第２閾値角度）とすることも可能である。
【００４５】
ステップＳ１８において、ドライバ監視器１１は、車両のイグニッションオンがオフとされたか否かを判断し、オフとされた場合には、本処理を終了する。
【００４６】
このようにして、本実施形態に係るドライバモニタ装置では、カメラ２１で撮像した画面内に基準点ｑ１を設定する。更に、シートの移動等によりドライバが前後方向に移動した場合に、移動した位置でドライバが進行方向前方を向いたときの特徴点の位置を現特徴点ｑ２とする。そして、基準点ｑ１と、現特徴点ｑ２を画面内に射影した点ｑ３との位置ずれδＸを求める。位置ずれδＸに基づいて、車両の前後方向ｄ１とカメラ２１の撮像方向ｄ２とのなす角度である設置角度φ（基準角度）を補正する。即ち、カメラ２１から基準点ｑ１を向く撮像方向ｄ２と、カメラ２１から現特徴点ｑ２を向く現特徴点方向ｄ３とのなす角度であるずれ角度δθを演算し、このずれ角度δθを用いて、設置角度φを補正した角度であるオフセット角度θoffsetを演算する。従って、設置角度φを高精度に補正することができる。
【００４７】
そして、ドライバの顔向き角度（補正前）θoutが検出されると、「θout−θoffset」を演算し、この演算結果をドライバの顔向き角度θｄとする。よって、ドライバの顔向き角度を高精度に算出できる。その結果、例えば脇見運転を検出して、警報器１３から警報信号を発することや、ディスプレイ１５に警報を示す画像を表示することにより、ドライバに注意を促すことができる。
【００４８】
更に、ドライバが基準位置にて進行方向前方を向いたときの、カメラ２１で撮像した画面内での特徴点の位置を基準点ｑ１とすることにより、設置角度φをより高精度に補正することが可能となる。
【００４９】
また、基準点ｑ１と、ｑ３との位置ずれ量δＸを算出し、更に、δＸ＝Ｌ・tan（δθ）なる関係を用いて、ずれ角度δθを算出する。従って、ずれ角度δθを高精度に算出でき、ひいてはドライバの顔向き角度θｄを高精度に求めることができる。
【００５０】
更に、本実施形態では、ドライバの顔向き角度が予め設定した閾値角度を超えている場合には、ドライバは脇見運転をしているものと判断して、警報を発する。従って、ドライバが脇見運転をした場合には、いち早く注意を喚起することが可能となる。
【００５１】
また、イグニッションがオンとされてから所定時間内に撮像した複数の画面に含まれる特徴点の平均を現特徴点ｑ２として設定するので、現特徴点ｑ２を高精度に設定することができ、顔向き検出の精度を向上させることができる。
【００５２】
［現特徴点の設定の第１変形例］
次に、現特徴点位置を設定する方法の第１変形例について説明する。第１変形例では、一定時間で区切られる時間帯毎に、ドライバの特徴点の平均を演算し、最新の平均を現特徴点する。この設定方法では、一定の時間が経過する毎に、現特徴点が更新されるので、経時変化が発生した場合でも検出精度を維持することができる。
【００５３】
［現特徴点の設定の第２変形例］
次に、現特徴点を設定する方法の第２変形例について説明する。第２変形例では一定の時間間隔でドライバの特徴点を検出し、最新の時刻で検出した特徴点の位置を現特徴点とする。この設定方法では、平均を演算する必要がないので演算負荷を軽減することができる。
【００５４】
［現特徴点の設定の第３変形例］
更に、現特徴点を設定する方法の第３変形例として、「今から初期位置を設定します。正面を向いて下さい。」というアナウンスを実施し、その後ドライバが正面を向いたときの特徴点の位置を現特徴点として設定する。こうすることにより、より確実に現特徴点を設定することが可能となる。
【００５５】
以上、本発明のドライバモニタ方法及びドライバモニタ装置を図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置き換えることができる。
例えば、顔向き角度が閾値角度を超えた場合に、ナビゲーション画像やテレビ画像を表示したディスプレイの表示を停止することにより、運転者がディスプレイに長時間見入ることを防止する機能として用いることができる。
【００５６】
更に、顔向き角度を用いた入力手段として用いることができる。例えば、ドライバが一定角度以上横方向を向いたときに、その方向のウィンカを作動させる等の機能として用いることができる。
【００５７】
また、上述した実施形態では、図２に示したように、右側にステアリングが設置された車両について説明したが、左側にステアリングが設置された車両についても適用することが可能である。更に、上述した実施形態では、移動体として車両を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、鉄道や航空機等の他の移動体にも適用することが可能である。
【符号の説明】
【００５８】
１１  ドライバ監視器
１２  運転コントローラ
１３  警報器
１４  ＨＭＩコントローラ
１５  ディスプレイ
１６  メモリ
２１  カメラ
ｄ１  前後方向
ｄ２  撮像方向
ｄ３  現特徴点方向
ｆ    焦点距離
Ｋ１  撮影面
Ｌ    撮影距離
ｑ１  基準点
ｑ２  現特徴点
ｑ３  点（基準点ｑ１を含む撮影面Ｋ１上の現特徴点方向ｄ３が交差する点）
Ｒ１  通常視認角度範囲
Ｚ    ステアリング
α    撮影倍率
δＸ  位置ずれ量
δθ  ずれ角度
θoffset  オフセット角度
θｄ  顔向き角度
θout   顔向き角度（補正前）
【図１】
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【図２】
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【図３】
2018163561.tif 000005
【図４Ａ】
2018163561.tif 000006
【図４Ｂ】
2018163561.tif 000007
【図５】
2018163561.tif 000008
【図６Ａ】
2018163561.tif 000009
【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８】
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