(57)【要約】【課題】飲酒状態判定を安価に行なうことが可能な飲酒状態判定装置、及びその判定結果を利用する飲酒運転防止装置を提供すること。【解決手段】撮像手段（２０）と、前記撮像手段のレンズ部（２２）における温度を所定温度に調節する温度調節手段と、判定対象となる人が前記撮像手段のレンズ部に息を吹きかけた後の前記撮像手段の撮像画像における曇りの程度に基づいて、該判定対象となる人が飲酒状態にあるか否かを判定する判定手段（４０）と、を備える飲酒状態判定装置（１０）。【選択図】図１
2009230568.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像手段と、
前記撮像手段のレンズ部における温度を所定温度に調節する温度調節手段と、
判定対象となる人が前記撮像手段のレンズ部に息を吹きかけた後の前記撮像手段の撮像画像における曇りの程度に基づいて、該判定対象となる人が飲酒状態にあるか否かを判定する判定手段と、
を備える飲酒状態判定装置。
【請求項２】
前記所定温度は、摂氏７８度から摂氏１００度の間の温度である、
請求項１に記載の飲酒状態判定装置。
【請求項３】
前記判定対象となる人が飲酒状態でないときの、該判定対象となる人が前記撮像手段のレンズ部に息を吹きかけた後の撮像画像を基準画像として記憶する記憶手段を備え、
前記判定手段は、前記判定対象となる人が前記撮像手段のレンズ部に息を吹きかけた後の前記撮像手段の撮像画像における曇りの程度と、前記記憶手段に記憶された基準画像における曇りの程度と、を比較して該判定対象となる人が飲酒状態にあるか否かを判定する手段である、請求項１又は２に記載の飲酒状態判定装置。
【請求項４】
車両に搭載され、前記撮像手段は運転者の頭部を前方から撮像可能な位置に設置される、
請求項１ないし３のいずれか１項に記載の飲酒状態判定装置。
【請求項５】
請求項４に記載の飲酒状態判定装置と、
該飲酒状態判定装置の判定結果を用いて飲酒運転を抑制するための制御を行なう飲酒運転抑制制御手段と、
を備える飲酒運転防止装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カメラを用いて人が飲酒状態であるか否かを判定する飲酒状態判定装置、及びその判定結果を用いて飲酒運転を抑制するための制御を行なう飲酒運転防止装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、安全運転の観点から、運転者が飲酒状態であるか否かを判定し、飲酒状態でないと判定された場合にのみ車両の走行を許可するような飲酒運転防止装置についての研究が進められている。
【０００３】
運転者が飲酒状態であるか否かを判定する手法としては、例えば、呼気吹き込み口を備えた検査装置を運転席付近に配設して、車両の発進時などに運転者に呼気を吹き込ませ、呼気中に含まれるアルコールやアセトアルデヒド等の指標成分の濃度を判定閾値と比較して判定を行なうことが考えられる。
【０００４】
また、呼気吹き込み口に口を付けて息を吹き込むのに抵抗がある人が存在すること等に鑑み、車室内の空気に中に含まれるアルコールやアセトアルデヒド等について判定を行なう技術についても研究が進められている。係る技術によれば、車両の走行中であっても判定や飲酒運転防止のための制御を行なうことができる。こうした技術の一例であって、運転席の近傍にアルコール蒸気を検知するアントラセンセンサー等のセンサーを設置した危険防止装置についての発明が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−２４９８４７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、上記の呼気吹き込み口を有する態様であっても、有さない態様であっても、車載装置としてのコストの増大が避けられない。従って、既存の機器を利用して人（特に車両の運転者）が飲酒状態であるか否かを判定する装置の出現が望まれるところである。
【０００６】
本発明はこのような課題を解決するためのものであり、飲酒状態判定を安価に行なうことが可能な飲酒状態判定装置、及びその判定結果を利用する飲酒運転防止装置を提供することを、主たる目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するための本発明の第１の態様は、
撮像手段と、
前記撮像手段のレンズ部における温度を所定温度に調節する温度調節手段と、
判定対象となる人が前記撮像手段のレンズ部に息を吹きかけた後の前記撮像手段の撮像画像における曇りの程度に基づいて、該判定対象となる人が飲酒状態にあるか否かを判定する判定手段と、
を備える飲酒状態判定装置である。
【０００８】
この本発明の第１の態様によれば、飲酒状態判定を安価に行なうことができる。また、吹き込み口に口を付けて息を吹き込む態様の装置に比して衛生的であり、車両に搭載された場合は、走行中に判定を行なうことも可能となる。
【０００９】
本発明の第１の態様において、
前記所定温度は、摂氏７８度から摂氏１００度の間の温度であると、好適である。
【００１０】
また、本発明の第１の態様において、
前記判定対象となる人が飲酒状態でないときの、該判定対象となる人が前記撮像手段のレンズ部に息を吹きかけた後の撮像画像を基準画像として記憶する記憶手段を備え、
前記判定手段は、前記判定対象となる人が前記撮像手段のレンズ部に息を吹きかけた後の前記撮像手段の撮像画像における曇りの程度と、前記記憶手段に記憶された基準画像における曇りの程度と、を比較して該判定対象となる人が飲酒状態にあるか否かを判定する手段であるものとしてもよい。
【００１１】
また、本発明の第１の態様において、
車両に搭載され、前記撮像手段は運転者の頭部を前方から撮像可能な位置に設置されるものとすると、好適である。
【００１２】
本発明の第２の態様は、車両に搭載された本発明の第１の態様の飲酒状態判定装置と、
該飲酒状態判定装置の判定結果を用いて飲酒運転を抑制するための制御を行なう飲酒運転抑制制御手段と、
を備える飲酒運転防止装置である。
【００１３】
本発明の第２の態様によれば、安価に判定された判定結果に基づいて、飲酒運転を効果的に防止することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、飲酒状態判定を安価に行なうことが可能な飲酒状態判定装置、及びその判定結果を利用する飲酒運転防止装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、添付図面を参照しながら実施例を挙げて説明する。
【実施例】
【００１６】
以下、本発明の一実施例に係る飲酒状態判定装置１０、及びその判定結果を利用する飲酒運転防止装置１について説明する。飲酒状態判定装置１０は、車両に搭載されて、運転者が飲酒状態であるか否かを判定するための装置である。なお、本発明である飲酒状態判定装置の適用は車載装置に限らず、例えば携帯電話等に付加機能を追加した装置等としても実現可能である。
【００１７】
図１は、飲酒状態判定装置１０、及び飲酒運転防止装置１の全体構成の一例を示す図である。飲酒運転防止装置１は、飲酒状態判定装置１０と、飲酒運転抑制制御用ＥＣＵ（Electronic  Control  Unit）５０と、を備える。
【００１８】
飲酒状態判定装置１０は、主要な構成として、車室内カメラ２０と、画像処理装置４０と、を備える。
【００１９】
車室内カメラ２０は、運転者の頭部を前方から撮像可能な任意の位置（例えば、ステアリングコラムやルームミラー周辺等）に配設され、運転者の顔面を撮像する。車室内カメラ２０は、例えば、撮像レンズ２２と、イメージセンサー２４と、電子制御部２６と、温度調節機構３０と、を備える。以下、車室内カメラ２０がＣＣＤカメラであるものとして説明する。
【００２０】
イメージセンサー２４は、例えばインターライン型イメージセンサーであり、光電変換を行なう受光素子であるフォトダイオードと、これに対応するＣＣＤとをそれぞれ２次元平面状に配列し、フォトダイオードとＣＣＤの間にアナログスイッチとして機能するトランスファゲートを有する。各フォトダイオードの前側（撮像レンズ２２側）には、集光のためのマイクロレンズが取り付けられている。なお、こうした構造は、あくまでイメージセンサー２４の機能を簡易に説明するために模式的に例示したものであり、機能性向上等のための如何なる設計変更も許容される。また、インターライン型イメージセンサーに限らず、ＣＣＤ自体が受光素子として機能するフルフレームトランスファ型やフレームトランスファ型のイメージセンサーを用いてもよい。
【００２１】
電子制御部２６は、例えば、マイクロコンピューターや電子回路等が用いられ、イメージセンサー２４が有するトランスファゲートの開閉タイミングを制御することにより車室内カメラ２０のシャッタースピードや撮像周期（例えば、１秒間に数十回程度）を調節する。そして、電子制御部２６は、イメージセンサー２４の出力回路から出力されるデータに対して所定のゲインによる増幅等を行なって、画像データとして画像処理装置４０に出力する。
【００２２】
なお、以上の車室内カメラ２０のハードウエア構成は、運転者の眠気や脇見を検知して警報等を行なう制御システムに用いられるカメラと共用可能である。従って、このような制御システムを備える車両に適用された場合、コスト面の負担は非常に軽減される。
【００２３】
温度調節機構３０は、車室内カメラ２０における撮像レンズ２２周辺の温度を所定温度に維持するための機構である。ここで、所定温度は、７８［℃］〜１００［℃］の間で任意に定めてよく、例えば８０［℃］程度に設定してよい。ここで、７８［℃］は、エチルアルコール（エタノール）の沸点であり、１００［℃］は、水の沸点である。従って、この所定温度は、運転者の息に含まれるエチルアルコールを気化させるが、水分は気化させない温度となる。なお、「車室内カメラ２０における撮像レンズ２２周辺の温度」を「車室内カメラ２０の」、としてもよい。車室内カメラ２０において特に大きい温度分布が生じる可能性は低いからである。
【００２４】
温度調節機構３０は、例えば、電動ファンやサーモスタット等を備える。なお、車室内カメラ２０の撮像周期が予め決定されており、定常状態における発熱量と放熱量が判明している場合は、単なる通気孔や断熱材等から構成されてもよい。定常的な作動状態で撮像レンズ２２が所定温度に維持されれば十分だからである。
【００２５】
画像処理装置４０は、例えば、例えば、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）を中心としてＲＯＭ（Read  Only  Memory）やＲＡＭ（Random  Access  Memory）等がバスを介して相互に接続されたコンピューターユニットであり、その他、ＨＤＤ（Hard  Disc  Drive）やＤＶＤ（Digital  Versatile  Disk）ドライブ、ＣＤ（Compact  Disc）ドライブ、フラッシュメモリ等の記憶装置４２やＩ／Ｏポート、タイマー、カウンター等を備える。ＲＯＭには、ＣＰＵが実行するプログラムやデータが格納されている。また、画像処理装置４０には、スピーカー４４が接続されており、ＲＯＭにはＶＵＩ（Voice  User  Interface）として機能するためのプログラムが格納されているものとする。
【００２６】
画像処理装置４０は、運転者が車室内カメラ２０のレンズ部２２に息を吹きかけた後の車室内カメラ２０の撮像画像における曇りの程度に基づいて、運転者が飲酒状態にあるか否かを判定する。
【００２７】
より具体的には、運転者が飲酒状態でないときに運転者が車室内カメラ２０のレンズ部２２に息を吹きかけた後の撮像画像を基準画像として予め記憶装置４２に記憶しておき、運転者が車室内カメラ２０のレンズ部２２に息を吹きかけた後の車室内カメラ２０の撮像画像における曇りの程度（以下、単に「今回の曇りの程度」と称する）と、基準画像における曇りの程度とを比較して、運転者が飲酒状態にあるか否かを判定する。
【００２８】
ここで、「曇りの程度」とは、画像解析によって数値化される値であり、基本的には、各画素の周辺画素との輝度差（コントラスト）の低下分を意味する。具体的には、以下の処理を適宜選択又は組み合わせて行なうものとすればよい。
【００２９】
（１）画像において縦又は横方向の走査ラインを任意に抽出し、その走査ライン上で周波数分析等の輝度分布分析を行なってコントラストの低下分を数値化する。周波数分析を行なう場合、例えば低周波成分が多い場合に曇りの程度が大きいと判断する。
【００３０】
（２）テンプレート照合やＡｄａＢｏｏｓｔ（パターン認識の学習方法である）により運転者の顔の特徴点を検出する際に、各特徴量の検出信頼度が一様に低い場合に曇りの程度が大きいと判断する。画像における特徴点の検出は、飲酒状態判定のためだけに行なってもよいし、飲酒状態判定とは別の処理として運転者の眠気や脇見を検知する処理の一過程として行なってもよい。
【００３１】
（３）また、上記（１）や（２）の処理により数値化された値を時系列に観察して、曇りの程度を数値化してもよい。
【００３２】
そして、今回の曇りの程度と、基準画像における曇りの程度との差分が所定値以上である場合に、運転者が飲酒状態であると判定し、当該差分が所定値未満である場合に、運転者が飲酒状態でないと判定する。
【００３３】
この判定手法は、撮像レンズ２２周辺の温度が、エチルアルコールの沸点と水の沸点との間の所定温度に設定されていることに基づくものである。すなわち、飲酒状態でない運転者が撮像レンズ２２に息を吹きかけた場合、運転者の息に含まれる液体状態の水分は撮像レンズ２２の温度によっては気化せず、撮像レンズ２２に曇りを生じさせる。一方、飲酒状態である運転者が撮像レンズ２２に息を吹きかけた場合、運転者の息に含まれる液体状態の水分は気化せずに撮像レンズ２２に曇りを生じさせるが、エチルアルコールは気化して撮像レンズ２２に曇りを生じさせない。このため、飲酒状態である運転者が息を撮像レンズ２２に息を吹きかけた場合、飲酒状態でない場合に比して曇りの程度が小さくなるからである（飲酒状態である場合には、液体のエチルアルコールの存在により運転者の息に含まれる水分の割合が低下している）。図２は、このような原理に基づいて曇りの程度が変化する様子を模式的に示す図である。
【００３４】
係る構成及び処理によって、飲酒状態判定を安価に行なうことができる。また、吹き込み口に口を付けて息を吹き込む態様の装置に比して衛生的であり、走行中に判定を行なうことも可能となる。
【００３５】
飲酒運転抑制制御用ＥＣＵ５０は、例えば画像処理装置４０と同様のハードウエア構成を有するコンピューターであり、飲酒状態判定装置１０の判定結果が、運転者が飲酒状態であると判定するものであった場合に、飲酒運転を抑制するための種々の制御（以下、飲酒運転抑制制御と称する）を行なう。飲酒運転抑制制御は、具体的には、車両が停止中であれば、エンジンの始動を禁止、又は強制停止させるようにエンジン制御用コンピューターに指示信号を出力する。また、車両が走行中であれば、車速制限、シフト位置固定又は制限（１速や２速に制限する）等を行ない、一定車速以下になったときに強制ブレーキ作動や燃料供給カット等を行なって、車両を停止させる。なお、飲酒運転抑制制御用ＥＣＵ５０と画像解析装置４０は同一のハードウエアであってもよい。
【００３６】
以下、飲酒運転防止装置１が飲酒状態判定を行なってその判定結果に基づき飲酒運転抑制制御を行なう際の動作について説明する。図３は、本実施例に係る飲酒運転防止装置１が実行する特徴的な処理の流れを示すフローチャートである。本フローは、例えば車両システムの始動時、及びその後の所望のタイミングで実行される。
【００３７】
まず、画像解析装置４０は、スピーカー４４を用いて、車室内カメラ２０に息を吹きかけるように運転者に呼びかける（Ｓ１００）。なお、係る処理は、飲酒運転抑制制御用ＥＣＵ５０が行なってもよい。また、画像解析装置４０が画像解析によって息を吹きかけたことを認識してもよく、この場合、係る呼びかけは不要となる。
【００３８】
そして、息によりレンズ２２が曇りを生じるのに必要な一定時間経過するまで待機する（Ｓ１０２）。
【００３９】
一定時間経過すると、その時点で撮像された撮像画像を抽出し（Ｓ１０４）、画像解析を行なって今回の曇りの程度を算出する（Ｓ１０６）。
【００４０】
そして、今回の曇りの程度と、記憶装置４２に記憶された基準画像における曇りの程度との差分が所定値以上であるか否かを判定する（Ｓ１０８）。曇りの程度の差分が所定値以上である場合は、運転者が飲酒状態であると判定し（Ｓ１１０）、その旨を示す信号を飲酒運転抑制制御用ＥＣＵ５０に出力する。これに応じて飲酒運転抑制制御用ＥＣＵ５０は飲酒運転抑制制御を実行し（Ｓ１１２）、飲酒運転防止装置１は本フローの１ルーチンを終了する。なお、車両システムが、飲酒運転抑制制御が実行された状態で始動される場合、すなわち、乗車時に運転者が飲酒状態でない旨の判定を得なければ車両の走行を許可しない構成とする場合、車両システムの始動時におけるＳ１１２の処理は、飲酒運転抑制制御を「継続する」と換言する。
【００４１】
一方、曇りの程度の差分が所定値未満である場合は、運転者が飲酒状態でないと判定し（Ｓ１１４）、その旨を示す信号を飲酒運転抑制制御用ＥＣＵ５０に出力する。飲酒運転抑制制御用ＥＣＵ５０は飲酒運転抑制制御を実行せず（既に実行されている状態である場合はこれを解除する；Ｓ１１６）、飲酒運転防止装置１は本フローの１ルーチンを終了する。
【００４２】
本実施例の飲酒状態判定装置１０によれば、飲酒状態判定を安価に行なうことができる。また、本実施例の飲酒運転防止装置１によれば、安価に判定された判定結果に基づいて、飲酒運転を効果的に防止することができる。
【００４３】
以上、本発明を実施するための最良の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等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の変形及び置換を加えることができる。
【００４４】
例えば、運転者が飲酒状態でないときに運転者が車室内カメラ２０のレンズ部２２に息を吹きかけた後の撮像画像を基準画像として予め記憶装置４２に記憶せず、標準的な曇りの程度を予め数値として保持しておき、この数値と「今回の曇りの程度」とを比較して飲酒状態判定を行なってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明は、自動車製造業や自動車部品製造業等に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本実施例に係る飲酒状態判定装置１０、及びその判定結果を利用する飲酒運転防止装置１の全体構成の一例を示す図である。
【図２】曇りの程度が変化する様子を模式的に示す図である。
【図３】本実施例に係る飲酒運転防止装置１が実行する特徴的な処理の流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００４７】
１  飲酒運転防止装置
１０  飲酒状態判定装置
２０  車室内カメラ
２２  撮像レンズ
２４  イメージセンサー
２６  電子制御部
３０  温度調節機構
４０  画像処理装置
４２  記憶装置
４４  スピーカー
５０  飲酒運転抑制制御用ＥＣＵ
【図１】
2009230568.tif 000003
【図３】
2009230568.tif 000004
【図２】
2009230568.tif 000005