(57)【要約】【課題】肺からの肺呼気に基づいて運転者の飲酒状態をより確実に検知することが可能な車両用飲酒検知装置及び車両用飲酒検知方法を提供する。【解決手段】車両用飲酒検知装置１０の呼気推定ＥＣＵ６０は、呼気中に運転者の肺からの肺呼気が含まれているか否かを運転者の胴体の動きから判定する。一般に、運転者が肺から肺呼気を吹きつける前に深呼吸する場合は運転者の胴体の動きを伴うため、呼気中に運転者の肺からの肺呼気が含まれているか否かをより確実に判定することができる。また、呼気推定ＥＣＵ６０は、肺呼気検知手段が呼気中に肺呼気が含まれていると判定したときに、呼気中に含まれるアルコールに基づいて運転者の飲酒状態を検知するため、肺からの肺呼気に基づいてより確実に運転者の飲酒状態を検知することが可能となる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の運転者の呼気中に含まれるアルコールに基づいて前記運転者の飲酒状態を検知する呼気中アルコール検知手段と、
前記呼気中に前記運転者の肺からの肺呼気が含まれているか否かを前記運転者の胴体の動きから判定する肺呼気判定手段と、
を備え、
前記呼気中アルコール検知手段は、前記肺呼気検知手段が前記呼気中に前記肺呼気が含まれていると判定したときに、前記呼気中に含まれるアルコールに基づいて前記運転者の飲酒状態を検知する、車両用飲酒検知装置。
【請求項２】
前記肺呼気判定手段は、前記車両の運転者席に設けられた圧力センサの検出値の変動が所定の閾値以上であるときに、前記呼気中に前記肺呼気が含まれていると判定する、請求項１に記載の車両用飲酒検知装置。
【請求項３】
前記肺呼気判定手段は、前記呼気中の酸素濃度が所定の閾値以下である場合及び前記呼気中の二酸化炭素濃度が所定の閾値以上である場合のいずれかの場合に、前記呼気中に前記肺呼気が含まれていると判定する、請求項１又は２に記載の車両用飲酒検知装置。
【請求項４】
前記肺呼気判定手段は、前記運転者の顔面の撮影画像に基づいて前記呼気中に前記肺呼気が含まれているか否かを判定する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両用飲酒検知装置。
【請求項５】
車両の運転者の呼気中に前記運転者の肺からの肺呼気が含まれているか否かを前記運転者の胴体の動きから判定する肺呼気判定工程と、
前記肺呼気検知工程で前記呼気中に前記肺呼気が含まれていると判定したときに、前記呼気中に含まれるアルコールに基づいて前記運転者の飲酒状態を検知する呼気中アルコール検知工程と、
を含む車両用飲酒検知方法。
【請求項６】
前記肺呼気判定工程は、前記車両の運転者席に設けられた圧力センサの検出値の変動が所定の閾値以上であるときに、前記呼気中に前記肺呼気が含まれていると判定する、請求項５に記載の車両用飲酒検知方法。
【請求項７】
前記肺呼気判定工程は、前記呼気中の酸素濃度が所定の閾値以下である場合及び前記呼気中の二酸化炭素濃度が所定の閾値以上である場合のいずれかの場合に、前記呼気中に前記肺呼気が含まれていると判定する、請求項５又は６に記載の車両用飲酒検知方法。
【請求項８】
前記肺呼気判定工程は、前記運転者の顔面の撮影画像に基づいて前記呼気中に前記肺呼気が含まれているか否かを判定する、請求項５〜７のいずれか１項に記載の車両用飲酒検知方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用飲酒検知装置及び車両用飲酒検知方法に関し、特に、車両の運転者の呼気中に含まれるアルコールに基づいて運転者の飲酒状態を検知する車両用飲酒検知装置及び車両用飲酒検知方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、飲酒運転を防止する意識の高まりから、車両の運転者の呼気中に含まれるアルコールに基づいて運転者の飲酒状態を検知する装置が提案されている。例えば特許文献１には、飲酒者の車両の運転を禁止するインターロック装置であって、運転者の肺の深い部位からの深肺呼気サンプルに含まれるアルコール濃度に基づいて運転者の飲酒状態を検知する装置が開示されている。特許文献１の装置では、肺胞内のガスのアルコール濃度が血中アルコール濃度に比例することに基づいて、深肺呼気サンプルにより検査を行うものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭６３−１２５２４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記のようなセンサに呼気を入力して運転者の飲酒状態を検知する技術では、大気によって呼気中のアルコール濃度が希釈されてしまうことが問題となる。そのため、例えば、呼気中の酸素濃度や二酸化炭素濃度の変化に基づいて、大気による呼気中のアルコール濃度の希釈に対して補正を行なうことが行われる。また、呼気中の酸素濃度や呼気の風量を検出して呼気中の酸素量の検出精度を高め、アルコール濃度の希釈に対する補正や、アルコール濃度の検出精度を高めることが行われる。
【０００５】
しかし、原理上、センサに呼気を吹きかける行為自体は、肺から呼気を吹かなくても、口先の息だけで吹くことができる。そのため、口先だけでセンサに呼気を吹きかけ、飲酒検査を誤魔化そうとしたか否かを判断することが難しい。特に、口先の息だけで吹いた場合、呼気中の酸素量はほとんど肺の奥からセンサに入力されないため、肺の奥からの呼気の酸素濃度が例えば１５％であると想定して、上記のように大気による呼気中のアルコール濃度の希釈に対して補正をかけている場合、このような補正自体が大きな誤差要因となる。特に、インターロック装置のようにエンジン始動に関わる制御では誤作動に繋がる。
【０００６】
肺から呼気が出されたことを確認する手段として、呼気中の二酸化炭素や窒素の濃度を検出するセンサを用いたとしても、口先の息だけで吹いた場合と完全に判別することは困難である。一方、カメラを用いて運転者の顔を撮像し、口先だけの呼気の入力を認識する方法も考えられるが、顔の画像上で口先だけの呼気か肺の奥からの呼気かを認識することは困難である。
【０００７】
本発明は、このような実情に考慮してなされたものであり、その目的は、肺からの肺呼気に基づいて運転者の飲酒状態をより確実に検知することが可能な車両用飲酒検知装置及び車両用飲酒検知方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、車両の運転者の呼気中に含まれるアルコールに基づいて運転者の飲酒状態を検知する呼気中アルコール検知手段と、呼気中に運転者の肺からの肺呼気が含まれているか否かを運転者の胴体の動きから判定する肺呼気判定手段とを備え、呼気中アルコール検知手段は、肺呼気検知手段が呼気中に肺呼気が含まれていると判定したときに、呼気中に含まれるアルコールに基づいて運転者の飲酒状態を検知する車両用飲酒検知装置である。
【０００９】
この構成によれば、肺呼気判定手段は、呼気中に運転者の肺からの肺呼気が含まれているか否かを運転者の胴体の動きから判定する。一般に、運転者が肺から肺呼気を吹きつける前に深呼吸する場合は運転者の胴体の動きを伴うため、呼気中に運転者の肺からの肺呼気が含まれているか否かをより確実に判定することができる。また、呼気中アルコール検知手段は、肺呼気検知手段が呼気中に肺呼気が含まれていると判定したときに、呼気中に含まれるアルコールに基づいて運転者の飲酒状態を検知するため、肺からの肺呼気に基づいて運転者の飲酒状態をより確実に検知することが可能となる。
【００１０】
この場合、肺呼気判定手段は、車両の運転者席に設けられた圧力センサの検出値の変動が所定の閾値以上であるときに、呼気中に肺呼気が含まれていると判定することが好適である。
【００１１】
この構成によれば、肺呼気判定手段は、車両の運転者席に設けられた圧力センサの検出値の変動が所定の閾値以上であるときに、呼気中に肺呼気が含まれていると判定する。一般に、運転者が肺から肺呼気を吹きつける前に深呼吸する場合は、車両の運転者席に設けられた圧力センサの検出値の変動を伴うため、呼気中に運転者の肺からの肺呼気が含まれているか否かをより確実に判定することができる。
【００１２】
また、肺呼気判定手段は、呼気中の酸素濃度が所定の閾値以下である場合及び呼気中の二酸化炭素濃度が所定の閾値以上である場合のいずれかの場合に、呼気中に肺呼気が含まれていると判定することが好適である。
【００１３】
この構成によれば、肺呼気判定手段は、呼気中に運転者の肺からの肺呼気が含まれているか否かを運転者の胴体の動きから判定することに加えて、呼気中の酸素濃度が所定の閾値以下である場合及び呼気中の二酸化炭素濃度が所定の閾値以上である場合のいずれかの場合に、呼気中に肺呼気が含まれていると判定する。これにより、呼気中に運転者の肺からの肺呼気が含まれているか否かをさらに確実に判定することができる。
【００１４】
また、肺呼気判定手段は、運転者の顔面の撮影画像に基づいて呼気中に肺呼気が含まれているか否かを判定することが好適である。
【００１５】
この構成によれば、肺呼気判定手段は、呼気中に運転者の肺からの肺呼気が含まれているか否かを運転者の胴体の動きから判定することに加えて、運転者の顔面の撮影画像に基づいて呼気中に肺呼気が含まれているか否かを判定する。これにより、呼気中に運転者の肺からの肺呼気が含まれているか否かをさらに確実に判定することができる。
【００１６】
一方、本発明は、車両の運転者の呼気中に運転者の肺からの肺呼気が含まれているか否かを運転者の胴体の動きから判定する肺呼気判定工程と、肺呼気検知工程で呼気中に肺呼気が含まれていると判定したときに、呼気中に含まれるアルコールに基づいて運転者の飲酒状態を検知する呼気中アルコール検知工程とを含む車両用飲酒検知方法である。
【００１７】
この場合、肺呼気判定工程は、車両の運転者席に設けられた圧力センサの検出値の変動が所定の閾値以上であるときに、呼気中に肺呼気が含まれていると判定することが好適である。
【００１８】
また、肺呼気判定工程は、呼気中の酸素濃度が所定の閾値以下である場合及び呼気中の二酸化炭素濃度が所定の閾値以上である場合のいずれかの場合に、呼気中に肺呼気が含まれていると判定することが好適である。
【００１９】
また、肺呼気判定工程は、運転者の顔面の撮影画像に基づいて呼気中に肺呼気が含まれているか否かを判定することが好適である。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の車両用飲酒検知装置及び車両用飲酒検知方法によれば、肺からの肺呼気に基づいて運転者の飲酒状態をより確実に検知することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】実施形態に係る車両用飲酒検知装置の構成を示すブロック図である。
【図２】飲酒検知の基本的な原理を示す図である。
【図３】装置本体部の正面図である。
【図４】実施形態に係る車両用飲酒検知装置の動作を示すフローチャートである。
【図５】ドライバーが呼気を吹きかける様子を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図面を参照して本発明の実施形態に係る車両用飲酒検知装置について説明する。本実施形態の車両用飲酒検知装置は車両に搭載され、ドライバーの飲酒状態を検知することにより、飲酒運転を防止するための装置である。図１に示すように、本実施形態の車両用飲酒検知装置１０は、装置本体部２０、ドアセンサ７０及びドライバー席シートセンサ８０を備えている。装置本体部２０は、カメラ３０、顔画像処理ＥＣＵ３１、吹きかけ口４１、ファン４２、ファン制御回路４３、アルコールセンサ５１、妨害ガスセンサ５２、湿度センサ５３及び酸素センサ（ＣＯ２センサ）５４を有している。
【００２３】
カメラ３０は被験者であるドライバーの顔面を撮影するためのものである。顔画像処理ＥＣＵ（Electronic  Control  Unit）３１は、カメラ３０により撮影されたドライバーの顔面の撮影画像をパターン認識することにより、特にドライバーが呼気を吐くときの口の形状から、ドライバーが肺からの肺呼気を吐いているか、口先だけで呼気を吐いているかを判定するためのものである。
【００２４】
ドライバーが呼気を吐きかける吹きかけ口４１にファン４２とファン４２の回転を制御するファン制御回路４３が設けられている。図１及び図２に示すように、ファン制御回路４３は、入力呼気Ｂｉｎをファン４２で攪拌して攪拌呼気Ｂｓとし、アルコールセンサ５１等に入力される呼気量を一定に制御する。
【００２５】
図１及び図２に示すように、ファン４２で攪拌された攪拌呼気Ｂｓは、アルコールセンサ５１により呼気中のアルコール濃度を検出される。妨害ガスセンサ５２は、ドライバーが風船から吹き出させた空気等の呼気以外の気体を吹きかけ口４１に吹きつけて飲酒検査を逃れることを防止するために、攪拌呼気Ｂｓ中の実際の呼気以外の妨害ガスを検出するためのものである。湿度センサ５３は、攪拌呼気Ｂｓの湿度を検出することにより、ドライバーが風船から吹き出させた空気等の呼気以外の気体を吹きかけ口４１に吹きつけたり、肺呼気ではなく口先だけで呼気を吹きつけることにより、飲酒検査を逃れることを防止するためのものである。酸素センサ（ＣＯ２センサ）５４は、攪拌呼気Ｂｓ中の酸素濃度あるいはＣＯ２濃度を検出することにより、ドライバーが肺からの肺呼気を吐いているか、口先だけで呼気を吐いているかを判定するためのものである。
【００２６】
図３に示すように、上記のカメラ３０及び吹きかけ口４１は装置本体部２０に配置されている。カメラ３０及びアルコールセンサ５１等の各センサにより取得された情報は、呼気推定ＥＣＵ（Electronic  Control  Unit）６０に送られ、後述のようにドライバーが肺からの肺呼気を吐いているか、口先だけで呼気を吐いているかの判定が行われる。
【００２７】
ドアセンサ７０は、ドライバーによるドアの開閉を検知するためのセンサであり、ドライバーが運転席に着座したかを検知するために用いられる。ドライバー席シートセンサ８０は、運転席に設けられた圧力センサであり、運転席のシートへの圧力の変化や振動を検知するためのものである。ドライバー席シートセンサ８０は、運転席のシートの表面に設けられた圧力センサでも良いし、運転席の基部に設けられた荷重センサでも良い。また、運転席のシートのみならず、背もたれやヘッドレストに設けられた圧力センサでも良い。
【００２８】
以下、本実施形態の車両用飲酒検知装置１０の動作について説明する。呼気推定ＥＣＵ６０は、ドアセンサ７０及びドライバー席シートセンサ８０の検出信号からドライバーであるユーザが乗車し、運転席に着座したことを検知する（Ｓ１１）。ユーザは検査操作を開始する（Ｓ１２）。この場合、図５に示すように、ドライバーＤは装置本体部２０に向かって呼気を吹きかける準備をする。呼気推定ＥＣＵ６０は、ファン４２が所定の回転数で回転し、カメラ３０やアルコールセンサ５１等のセンサ類が検査の準備が完了したことを検知すると、ランプ類、ディスプレイ類、ブザー類あるいはスピーカ類により、ユーザへ吹きかけ口４１への呼気入力を要求する（Ｓ１３）。
【００２９】
ドライバー席シートセンサ８０が、ドライバーが吹きかけ口４１に呼気を吹きかけるときに、ドライバーＤによる運転席のシートへの圧力の変化、あるいは振動を検知したとき（Ｓ１４）、すなわち、ドライバーＤが深呼吸をし、肺呼気を吹きかけた可能性が高いときは、呼気推定ＥＣＵ６０はＳ１５以降の処理を実行する。この場合、圧力の変化あるいは振動の強度に所定の閾値を設け、外乱による誤検出を防ぐようにしても良い。
【００３０】
酸素センサ５４が検出した呼気中の酸素濃度が所定の閾値以下であるとき（Ｓ１５）、すなわち、ドライバーＤの呼気が肺から出された酸素濃度の少ないものであるときは、呼気推定ＥＣＵ６０はＳ１６以降の処理を実行する。この場合、ＣＯ２センサを用いる場合は、ＣＯ２センサが検出した呼気中のＣＯ２濃度が所定の閾値以上であるとき、すなわち、ドライバーＤの呼気が肺から出されたＣＯ２濃度の多いものであるときは、呼気推定ＥＣＵ６０はＳ１６以降の処理を実行する。
【００３１】
顔画像処理ＥＣＵ３１が、カメラ３０により撮影されたドライバーＤの顔面の撮影画像をパターン認識し、ドライバーＤが呼気を吐くときの口の形状から、ドライバーＤが肺からの呼気を吐いていると判定したときは（Ｓ１６）、呼気推定ＥＣＵ６０はドライバーＤが肺呼気を吹き付けていると推定する。呼気推定ＥＣＵ６０は、アルコールセンサ５１等のセンサ類の検出結果からドライバーＤの血中アルコール濃度を計算し（Ｓ１７）、当該アルコール濃度に応じて、ドライバーの運転を禁止するインターロック判定を行う（Ｓ１８）。
【００３２】
一方、ドライバー席シートセンサ８０が、ドライバーＤが吹きかけ口４１に呼気を吹きかけるときに、ドライバーＤによる運転席のシートへの圧力の変化、あるいは振動を検知していないとき（Ｓ１４）、すなわち、ドライバーＤが口先だけで呼気を吹きかけた可能性が高いときは、呼気推定ＥＣＵ６０は、ドライバーＤが口先だけで呼気を吹きかけたと判定する（Ｓ１９）。
【００３３】
酸素センサ５４が検出した呼気中の酸素濃度が所定の閾値を超えているとき（Ｓ１５）、すなわち、ドライバーＤの呼気が口先から出された酸素濃度の多いものであるときは、呼気推定ＥＣＵ６０は、ドライバーＤが口先だけで呼気を吹きかけたと判定する（Ｓ１９）。ＣＯ２センサを用いる場合は、ＣＯ２センサが検出した呼気中のＣＯ２濃度が所定の閾値未満であるとき、すなわち、ドライバーＤの呼気が口先から出されたＣＯ２濃度の少ないものであるときは、呼気推定ＥＣＵ６０は、ドライバーＤが口先だけで呼気を吹きかけたと判定する（Ｓ１９）。
【００３４】
顔画像処理ＥＣＵ３１が、カメラ３０により撮影されたドライバーＤの顔面の撮影画像をパターン認識し、ドライバーＤが呼気を吐くときの口の形状から、ドライバーＤが口先だけで呼気を吐いていると判定したときは（Ｓ１６）、呼気推定ＥＣＵ６０はドライバーＤが口先だけで呼気を吹きかけたと判定する（Ｓ１９）。ドライバーＤが口先だけで呼気を吹きかけたと判定される場合は（Ｓ１９）、呼気推定ＥＣＵ６０は、ランプ類、ディスプレイ類、ブザー類あるいはスピーカ類により、ユーザにアルコール検査のための再測定を要求する（Ｓ２０）。
【００３５】
本実施形態では、呼気推定ＥＣＵ６０は、呼気中に運転者の肺からの肺呼気が含まれているか否かを運転者の胴体の動きから判定する。一般に、運転者が肺から肺呼気を吹きつける前に深呼吸する場合は運転者の胴体の動きを伴うため、呼気中に運転者の肺からの肺呼気が含まれているか否かをより確実に判定することができる。また、呼気推定ＥＣＵ６０は、肺呼気検知手段が呼気中に肺呼気が含まれていると判定したときに、呼気中に含まれるアルコールに基づいて運転者の飲酒状態を検知するため、肺からの肺呼気に基づいて運転者の飲酒状態をより確実に検知することが可能となる。
【００３６】
また、呼気推定ＥＣＵ６０は、車両の運転者席に設けられた圧力センサであるドライバー席シートセンサ８０の検出値の変動が所定の閾値以上であるときに、呼気中に肺呼気が含まれていると判定する。一般に、運転者が肺から肺呼気を吹きつける前に深呼吸する場合は、車両の運転者席に設けられた圧力センサの検出値の変動を伴うため、呼気中に運転者の肺からの肺呼気が含まれているか否かをより確実に判定することができる。特に、本実施形態では、既存の車載センサであるドライバー席シートセンサ８０等を用いたシステムで、肺呼気により飲酒状態を確実に検知でき、新規で特殊なセンサによる費用の増加を避けることができる。
【００３７】
また、呼気推定ＥＣＵ６０は、呼気中に運転者の肺からの肺呼気が含まれているか否かを運転者の胴体の動きから判定することに加えて、呼気中の酸素濃度が所定の閾値以下である場合及び呼気中の二酸化炭素濃度が所定の閾値以上である場合のいずれかの場合に、呼気中に肺呼気が含まれていると判定する。これにより、呼気中に運転者の肺からの肺呼気が含まれているか否かをさらに確実に判定することができる。
【００３８】
さらに、呼気推定ＥＣＵ６０は、呼気中に運転者の肺からの肺呼気が含まれているか否かを運転者の胴体の動きから判定することに加えて、運転者の顔面の撮影画像に基づいて呼気中に肺呼気が含まれているか否かを判定する。これにより、呼気中に運転者の肺からの肺呼気が含まれているか否かをさらに確実に判定することができる。
【００３９】
尚、本発明は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【符号の説明】
【００４０】
１０…車両用飲酒検知装置、２０…装置本体部、３０…カメラ、３１…顔画像処理ＥＣＵ、４１…吹きかけ口、４２…ファン、４３…ファン制御回路、５１…アルコールセンサ、５２…妨害ガスセンサ、５３…湿度センサ、５４…酸素センサ（ＣＯ２センサ）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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