(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の位置を測定する位置測定手段と、
該位置測定手段により測定された位置情報及び当該検出位置周辺の地図情報を表示する表示手段と、
任意の検索条件を手動操作により入力する入力手段と、
前記車両の走行中に前記入力手段による入力操作を禁止する入力禁止手段と、を備えた車両用ナビゲーションシステムにおいて、
当該車両の運転者の顔を検出する顔検出手段と、
該顔検出手段により検出された前記運転者の顔が前記車両の正面を向いているか否かを判定する顔向き判定手段と、
該顔向き判定手段により判定された前記運転者の顔が前記車両の正面を向いている場合に前記入力禁止手段による入力禁止を解除し、前記入力手段による入力操作を許可する入力許可手段を有することを特徴とする車両用ナビゲーションシステム。
【請求項２】
前記顔検出手段は、前記運転者の顔を正面から撮像する撮像カメラであり、
前記顔向き判定手段は、前記カメラに撮像された前記運転者の顔画像に基づいて前記運転者の顔が正面を向いているか否かを判定することを特徴とする請求項１に記載の車両用ナビゲーションシステム。
【請求項３】
前記入力許可手段は、
前記車両の助手席に搭乗者が着席していることが検出され、且つ前記運転者の顔が前記車両の正面を向いている場合に前記入力操作を許可することを特徴とする請求項１に記載の車両用ナビゲーションシステム。
【請求項４】
前記顔向き判定手段は、前記撮像カメラに撮像された前記運転者の顔の輪郭及び顔中心線の位置に基づいて前記運転者の顔が正面を向いているか否かを判定することを特徴とする請求項１に記載の車両用ナビゲーションシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は車両用ナビゲーションシステムに係り、特に車両走行時に運転者による入力操作を禁止するよう構成された車両用ナビゲーションシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車等の車両には、GPS（Global  Positioning  System）により得られた位置情報とハードディスク装置やDVD(Digital  Video  Disk)装置等の記憶装置に格納された地図情報とをディスプレイに表示する車両用ナビゲーションシステムが登載されている。
【０００３】
この種の車両用ナビゲーションシステムでは、車両走行中の安全性を確保するため、運転操作中に行き先の変更や検索条件の入力などの操作を禁止しており、車両が停止している状態のときにだけ入力操作が可能となるように設定されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
この特許文献１に記載された車両用ナビゲーションシステムでは、ステアリングホイールに圧力センサを設け、運転者がステアリングホイールを把持していることが圧力センサにより検出されると、運転者以外の搭乗者による入力操作を許可するようになっている。
【特許文献１】特開２００４−２７１４８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記引用文献に記載された車両用ナビゲーションシステムでは、例えば、運転者が圧力センサ以外の箇所でステアリングホイールを把持している場合には、運転操作中であることが検出されないので、運転者がステアリングホイールを把持していても他の搭乗者が行き先変更などの入力操作を行なえない場合がある。
【０００６】
また、車両用ナビゲーションシステムにおいては、助手席の搭乗者が行き先変更などの入力操作を行なっているときに運転者がステアリングホイールを持ち替えて把持する箇所をずらしてしまうと、入力途中で入力操作が禁止されてしまうため、利便性の向上が要望されている。
【０００７】
また、ステアリングホイールを把持していることが検出されている状態で他の搭乗者による入力操作を行なうと、運転者が他の搭乗者による入力操作に気を取られて脇見運転してしまうおそれがあった。
【０００８】
そこで、本発明は運転者の顔の向きを検出することにより上記課題を解決した車両用ナビゲーションシステムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明は以下のような手段を有する。
【００１０】
請求項１記載の発明は、車両の位置を測定する位置測定手段と、該位置測定手段により測定された位置情報及び当該検出位置周辺の地図情報を表示する表示手段と、任意の検索条件を手動操作により入力する入力手段と、前記車両の走行中に前記入力手段による入力操作を禁止する入力禁止手段と、を備えた車両用ナビゲーションシステムにおいて、当該車両の運転者の顔を検出する顔検出手段と、該顔検出手段により検出された前記運転者の顔が前記車両の正面を向いているか否かを判定する顔向き判定手段と、該顔向き判定手段により判定された前記運転者の顔が前記車両の正面を向いている場合に前記入力禁止手段による入力禁止を解除し、前記入力手段による入力操作を許可する入力許可手段を有することを特徴とする。
【００１１】
請求項２記載の発明は、前記顔検出手段が、前記運転者の顔を正面から撮像するカメラであり、前記顔向き判定手段が、前記カメラに撮像された前記運転者の顔画像に基づいて前記運転者の顔が正面を向いているか否かを判定することを特徴とする。
【００１２】
請求項３記載の発明は、前記入力許可手段が、前記車両の走行中に前記表示手段に入力操作が許可されたことを表示することを特徴とする。
【００１３】
請求項４記載の発明は、前記顔向き判定手段が、前記カメラに撮像された前記運転者の顔の輪郭及び顔中心線の位置に基づいて前記運転者の顔が正面を向いているか否かを判定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、当該車両の運転者の顔を検出し、運転者の顔が車両の正面を向いている場合に入力禁止を解除し、入力手段による入力操作を許可するため、例えば、車両が走行中であっても運転者が車両の正面を見ている場合には、他の搭乗者による入力操作が可能になり、一旦車両を停止して行き先変更などの入力操作を行なわずに済み、利便性の向上が図られている。
【００１５】
また、車両走行中に運転者の顔が正面以外に向いている場合には、入力操作が禁止されるため、他の搭乗者が入力操作するのに気を取られて運転者の顔の向きが変わると、その時点で入力操作が禁止され、運転者の脇見運転を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態について説明する。
【実施例１】
【００１７】
図１は本発明になる車両用ナビゲーションシステムの一実施例を示す構成図である。図２は車両を上から見た平面図である。図１及び図２に示されるように、車両用ナビゲーションシステム１０は、自動車等の車両１２に搭載されたナビゲーション用ECU（electronic  control  unit）１４により制御されており、ナビゲーション用ECU１４はGPSアンテナ（位置測定手段）１６により複数の人口衛星（図示せず）からの電波を受信すると、受信した信号に基づいて現在位置を演算し、液晶ディスプレイ（表示手段）１８に測定位置及びその周辺の地図を表示する。
【００１８】
また、車両用ナビゲーションシステム１０は、GPS位置情報や地図情報及びその他の検索情報などが格納された記憶装置２０と、車両走行時に運転者３８の顔を撮像する運転者用カメラ（顔検出手段）２２とを有する。運転者用カメラ２２は、運転者３８の顔を正面から撮像する位置に設けられている。
【００１９】
運転者用カメラ２２は、例えば、CCD撮像素子やC-MOS撮像素子を用いた車載用カメラからなり、例えば、運転者３８の顔を正面下方から撮像できるステアリングホイール２４のコラムカバー２６の上部やメータハウジング内、あるいはインナミラー内やフロントガラスの上部などの正面上方に取り付けられている。尚、運転者用カメラ２２の取付位置は、運転操作の妨げにならない位置であれば良いが、カメラ位置によって運転者の顔画像が変わるため、顔向き検知の演算処理はカメラ位置に応じた演算方法を用いることになる。また、上記記憶装置２０としては、例えば、ハードディスク装置やDVD装置等が用いられる。
【００２０】
液晶ディスプレイ１８は、運転席２８と助手席３０との両方からみることができるようにダッシュボード３２上のほぼ中間位置に設けられている。そのため、液晶ディスプレイ１８の周辺に設けられた各種スイッチ（入力手段）３４は、運転席２８と助手席２９との両方から操作できるように設けられている。また、液晶ディスプレイ１８の画面は、タッチパネル式になっており、運転者または搭乗者が触れることにより各種入力操作（例えば、目的地の設定操作等）が行なえる。
【００２１】
また、運転者用カメラ２２により撮像された運転者の顔画像は、顔向き検知ECU３６に供給される。顔向き検知ECU３６では、後述するように顔の輪郭形状及び顔中心線の位置に基づいて顔向き検知データを生成し、車両走行中の顔の向きに応じた顔輪郭データをナビゲーション用ECU１４に供給する。
【００２２】
また、ナビゲーション用ECU１４は、車速センサ４０により検出された速度検出信号から車両速度を演算する車速演算部４２から車両速度情報が入力されており、車速が所定以上になると入力禁止モードになる。また、運転席２８には、運転者３８が着席していることを検出する運転席センサ５０が設けられ、助手席３０には搭乗者５４が着席していることを検出する助手席センサ５２が設けられている。ナビゲーション用ECU１４は、車両走行中でも運転席センサ５０及び助手席センサ５２からの検出信号が入力されると、後述するように運転者３８が正面を向いていることを条件に目的地などの入力操作を許可する入力許可モードに切り替わる。尚、運転席センサ５０及び助手席センサ５２としては、例えば、圧力センサにより体重を検出しても良いし、あるいはシートベルトの金具がバックルに結合されたことをスイッチにより検出するようにしても良い。
【００２３】
ナビゲーション用ECU１４は、車両走行中に入力操作を禁止する入力禁止手段６０と、顔向き検知ECU３６から供給された顔向き検知データにより運転者３８の顔が車両の正面を向いているか否かを判定する顔向き判定手段６２と、運転者３８の顔が車両の正面を向いている場合に入力禁止を解除し、入力操作を許可する入力許可手段６４とを有する。
【００２４】
図３は車両用ナビゲーションシステム１０の構成を示すブロック図である。図３に示されるように、ナビゲーション用ECU１４には、上記GPSアンテナ１６、液晶ディスプレイ１８、記憶装置２０、車速演算部４２、運転席センサ５０、助手席センサ５２の他にタッチパネル（入力手段）１８ａ、TVチューナ５６が接続されている。
【００２５】
顔向き検知ECU３６は、ナビゲーション用ECU１４と別体に設けられており、運転者用カメラ２２からの映像信号に基づいて顔の向きを検知し、顔の向き（左右方向の角度）に応じた顔向き検知データをナビゲーション用ECU１４に出力する。尚、ナビゲーション用ECU１４が顔向き検知ECU３６を兼ねるように一体な構成とすることも可能である。
【００２６】
図４は運転者３８の顔画像の表示例を示す図であり、（Ａ）は運転者が正面をみている状態の顔画像を示す図、（Ｂ）は運転者が液晶ディスプレイ１８をみている状態の顔画像を示す図である。
【００２７】
図４（Ａ）に示されるように、運転者３８が正面を向いた状態で運転者用カメラ２２により撮像された運転者３８の顔画像は、縦寸法に対する横寸法の比が大きくなる。また、図４（Ｂ）に示されるように、運転者３８が側方（斜め横方向）を向いた状態で運転者用カメラ２２により撮像された運転者３８の顔画像は、縦寸法に対する横寸法の比が小さくなる。
【００２８】
そのため、顔向き検知ECU３６では、運転者用カメラ２２により撮像された運転者３８の顔画像から顔向きを検知することができる。本実施例の顔向きを検知方法としては、例えば、（1）顔輪郭を求め、顔輪郭に基づき顔横幅の変化を検出して顔向きを検知する方法、（2）運転者の顔を構成する顔パーツ（耳、目、鼻など）の左右対称性から顔中心の位置を検出して顔向きを求める方法、（3）顔輪郭と顔中心線の移動位置との横方向の比率から顔向き角度を演算する方法などがある。また、これ以外の顔向きを検知方法としては、顔輪郭及び顔パーツ（目、耳、鼻など）のパターンマッチングで顔向きを検知することも可能である。
【００２９】
以下、顔輪郭と顔中心線の移動位置との横方向の比率から顔向き角度を演算する方法により顔向き検知方法について具体例を挙げて説明する。
【００３０】
図５は運転者３８の顔画像の輪郭を画像処理した表示例を示す図であり、（Ａ）は運転者が正面をみている状態の顔輪郭画像を示す図、（Ｂ）は運転者が液晶ディスプレイ１８をみている状態の顔輪郭画像を示す図である。
【００３１】
図５（Ａ）に示されるように、運転者３８が車両１２の正面を向いた状態の顔輪郭３８Ａをエッジ処理により抽出し、顔輪郭３８Ａから顔の仮想中心線Oを求め、この仮想中心線Oの左右領域となる左顔半分の横幅ａと右顔半分の横幅ｂとの顔向き比率ａ／ｂを求める。例えば、運転者が正面を向いている場合は、左右対称であるので顔向き比率がａ／ｂ≒１となる。
【００３２】
また、図５（Ｂ）に示されるように、運転者３８が側方（斜め横方向）を向いた状態の顔輪郭３８Ｂをエッジ処理により抽出し、顔輪郭３８Ａから顔の仮想中心線O’を求め、この仮想中心線Oの左右領域となる左顔半分の横幅ａ’と右顔半分の横幅ｂ’との顔向き比率ａ／ｂを求める。例えば、運転者が側方を向いている場合は、左顔半分の横幅ａ’が大きくなり、右顔半分の横幅ｂ’が小さくなるので顔向き比率がａ’／ｂ’≒0.3〜0.5となる。
【００３３】
従って、顔向き比率がａ／ｂを演算することにより運転者の顔向き方向を検知することが可能になる。
【００３４】
ここで、ナビゲーション用ECU１４が実行する制御処理について図６及び図７を参照して説明する。
【００３５】
ナビゲーション用ECU１４は、図６に示すＳ１１において、当該車両１２のアクセサリスイッチがオンに操作された場合、Ｓ１２に進み、顔向き検知ECU３６から供給された顔向きデータ（例えば、顔輪郭データ及び顔向き比率などを含む）を運転者３８が正面を向いたときの判定基準データとして記憶装置２０に登録する。通常、運転者３８が車両１２に乗車してアクセサリスイッチがオンに操作してエンジン始動操作する際、運転席２８の正面に配置されたメータを見て車両状態を確認している。このとき、運転者用カメラ２２により撮像された運転者３８の顔画像は、正面を向いた状態であるので、当該運転者の判定基準データとして登録される。
【００３６】
続いて、Ｓ１３では、GPSアンテナ１６から得られた位置情報に基づいて現在位置を求め、地図情報と共に、現在位置を液晶ディスプレイ１８に表示する。次のＳ１４では、目的地が入力されたか否かをチェックする。Ｓ１４において、各スイッチ３４またはタッチパネル１８ａの入力操作により目的地が入力された場合には、Ｓ１５に進み、入力された目的地が確定されたか否かをチェックする。
【００３７】
Ｓ１５において、目的地が確定されると、Ｓ１６に進み、現在位置から確定された目的地までのルート（経路）を探索し、優先条件（例えば、最短距離、高速道路、一般道など）に基づく複数のルートを液晶ディスプレイ１８に表示する。そして、Ｓ１７では、各スイッチ３４またはタッチパネル１８ａの入力操作により複数のルートの中から１ルートが選択されたか否かをチェックする。
【００３８】
Ｓ１７において、１ルートが選択されると、Ｓ１８に進み、案内開始の入力操作が行なわれたか否かをチェックする。Ｓ１８において、案内開始が入力されると、Ｓ１９に進み、選択されたルートに沿って当該車両１２が走行するように道順を案内表示する案内表示モードに移行する。また、Ｓ１８において、案内開始が入力されない場合は、Ｓ１４に戻り、目的地の再設定を行なう。
【００３９】
また、上記Ｓ１４において、目的地が入力されない場合には、Ｓ２０に進み、現在位置のみを表示する現在位置表示モード（案内無し）に移行する。そして、Ｓ２１で、当該車両１２のアクセサリスイッチがオフに操作されたか否かをチェックする。このＳ２１において、アクセサリスイッチがオンのままである場合は、上記Ｓ２０に戻り、現在位置表示モードを継続する。また、Ｓ２１において、アクセサリスイッチがオフに操作された場合は、今回の処理を終了する。
【００４０】
上記Ｓ１９で案内表示モードに移行すると、図７に示すＳ２２に進み、車速演算部４２で演算された車両速度データを読み込み、現在の車両１２が停止（Ｖ＝０km/h）か否かをチェックする。このＳ２２において、現在の走行速度がゼロ以上で停止していない場合は、Ｓ２３に進み、入力操作を禁止する入力禁止モードに移行し（入力禁止手段６０）、各スイッチ３４またはタッチパネル１８ａによる入力操作が行なえないことを液晶ディスプレイ１８に表示する。
【００４１】
次のＳ２４では、運転席センサ５０により運転席２８に運転者３８が着席していることを検出しているか否かをチェックする。そして、Ｓ２４において、運転席センサ５０が運転者３８の存在を検出した場合には、Ｓ２５に進み、顔向き検知ECU３６から顔向きデータを取得する。
【００４２】
続いて、Ｓ２６では、現在の顔向き検知ECU３６から取得した顔向きデータと前述したＳ１２で取得した顔向きデータとを比較し、現在の運転者３８が正面を向いているか否かを判定する（顔向き判定手段６２）。例えば、現在の顔向きデータと判定基準データとしての顔向きデータがほぼ一致した場合（顔向き比率がａ／ｂ≒１）は、運転者３８の顔が正面をみているものと判定し、現在の顔向きデータと判定基準データとしての顔向きデータが一致しない場合（顔向き比率がａ／ｂ≒0.3〜0.5）は、運転者３８の顔が側方（液晶ディスプレイ１８方向）を向いていると判定する。
【００４３】
次のＳ２７では、上記Ｓ２６の顔向き判定処理の結果が正面向きか否かをチェックする。Ｓ２７において、例えば、Ｓ２６の顔向き判定結果が正面を向いているものと判定した場合には、Ｓ２８に進む。次のＳ２８では、助手席センサ５２により助手席３０に搭乗者５４が着席していることを検出しているか否かをチェックする。そして、Ｓ２８において、助手席センサ５２が搭乗者５４の存在を検出した場合には、Ｓ２９に進み、入力禁止モードを解除して当該車両１２が入力操作を許可し（入力許可手段６４）、各スイッチ３４またはタッチパネル１８ａによる入力操作が可能であることを液晶ディスプレイ１８に表示する。
【００４４】
次のＳ３０では、目的地変更あるいはルート変更などの入力操作が有るか否かをチェックする。Ｓ３０において、助手席３０の搭乗者５４が目的地変更あるいはルート変更などの入力操作が有った場合は、Ｓ３１に進み、入力された目的地変更あるいはルート変更を設定する。また、Ｓ３０において、入力操作が無い場合は、上記Ｓ３１の処理を省略する。尚、運転者３８が入力操作しようとした場合には、顔の向きが正面でなくなるため、その時点で入力許可モードが解除されて入力禁止モードが設定される。
【００４５】
次のＳ３２では、GPSアンテナ１６から得られた位置情報に基づいて現在位置を求め、目的地に到着したか否かをチェックする。Ｓ３２において、目的地に到着していない場合は、上記Ｓ２２に戻り、Ｓ２２以降の処理を再度実行する。
【００４６】
また、上記Ｓ２２において、車両１２が停止している場合は、前述したＳ１３に戻り、入力操作を可能とする。また、上記Ｓ２４において、運転席センサ５０がオフの場合、或いはＳ２７において、Ｓ２６の顔向き判定結果が正面を向いていないと判定された場合、あるいはＳ２８において、助手席センサ５２がオフの場合には、通常走行の入力禁止モードが継続されており、Ｓ３３において、当該車両１２が停止しているか否かをチェックする。また、Ｓ３３において、車両１２が停止している場合は、前述したＳ１３に戻り、入力操作を可能とする。
【００４７】
また、上記Ｓ３２において、目的地に到着した場合は、Ｓ３４に進み、目的地への案内を終了し、Ｓ３５で現在位置のみを表示する現在位置表示モード（案内無し）に移行する。そして、Ｓ３６では、当該車両１２のアクセサリスイッチがオフか否かをチェックし、アクセサリスイッチがオンの場合には、前述したＳ１３に戻り、Ｓ１３以降の処理を繰り返す。また、アクセサリスイッチがオフに操作された場合は、今回の処理を終了する。
【００４８】
このように、車両用ナビゲーションシステム１０では、車両１２が走行中でも運転者３８の顔が正面を向いた状態で、且つ助手席３０に搭乗者５４が着席していることを条件に入力操作を可能にして目的地の変更操作が行なえるので、車両１２を停止させなくても安全に入力操作が行なえるため、利便性が高められている。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
上記実施例では、車両１２が走行中でも運転者３８の顔が正面を向いた状態で、且つ助手席３０に搭乗者５４が着席していることを条件に車両用ナビゲーションシステム１０の入力操作を可能にしたが、例えば、目的地やルート変更以外の入力操作を可能としても良いのは勿論である。
【００５０】
また、上記実施例では、液晶ディスプレイ１８にルート案内を表示する場合を一例として挙げたが、これに限らず、例えば、運転者３８の顔が正面を向いた状態で、且つ助手席３０に搭乗者５４が着席していることを条件にＴＶチューナ５６のスイッチの入力操作が許可されてＴＶチューナ５６からのＴＶ画像を液晶ディスプレイ１８に表示することも可能である。
【００５１】
また、上記実施例では、運転者３８の顔が正面を向いた状態で、且つ助手席センサ５２がオンであることを条件に入力操作を可能にしたが、これに限らず、助手席センサ５２以外のスイッチ（例えば、運転席から操作できないような助手席側に設けられたスイッチ等）を用いても良いのは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明になる車両用ナビゲーションシステムの一実施例を示す構成図である。
【図２】車両を上から見た平面図である。
【図３】車両用ナビゲーションシステム１０の構成を示すブロック図である。
【図４】運転者３８の顔画像の表示例を示す図であり、（Ａ）は運転者が正面をみている状態の顔画像を示す図、（Ｂ）は運転者が液晶ディスプレイ１８をみている状態の顔画像を示す図である。
【図５】運転者３８の顔画像の輪郭を画像処理した表示例を示す図であり、（Ａ）は運転者が正面をみている状態の顔輪郭画像を示す図、（Ｂ）は運転者が液晶ディスプレイ１８をみている状態の顔輪郭画像を示す図である。
【図６】ナビゲーション用ECU１４が実行する制御処理を説明するためのフローチャートである。
【図７】図６に示す処理に続いてナビゲーション用ECU１４が実行する制御処理を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
【００５３】
１０  車両用ナビゲーションシステム
１２  車両
１４  ナビゲーション用ECU
１６  GPSアンテナ
１８  液晶ディスプレイ
２０  記憶装置
２２  運転者用カメラ
２８  運転席
３０  助手席
３６  顔向き検知ECU
４２  車速演算部
５０  運転席センサ
５２  助手席センサ
６０  入力禁止手段
６４  入力許可手段
６２  顔向き判定手段
【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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【図６】
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【図７】
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