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人間状態推定システム、人間状態推定方法及び人間状態推定プログラム コモンズ

国内特許コード P07A012585
整理番号 K015P07
掲載日 2008年1月4日
出願番号 特願2004-047795
公開番号 特開2005-238872
登録番号 特許第4264944号
出願日 平成16年2月24日(2004.2.24)
公開日 平成17年9月8日(2005.9.8)
登録日 平成21年2月27日(2009.2.27)
発明者
  • 山口 亨
出願人
  • 科学技術振興機構
  • 公立大学法人首都大学東京
発明の名称 人間状態推定システム、人間状態推定方法及び人間状態推定プログラム コモンズ
発明の概要 【課題】適切に人間の行動を支援するために人間の意図を推論する。
【解決手段】センサ及び処理演算部からなる複数の分散感覚知能を用いて人間の状態を推定する。すなわち、人間の行動結果を取得するセンサとして、カメラ21,24,31及び32、車両速度検出装置25を配置し、処理演算部として、車両位置情報算出部202、第1顔方向情報算出部203、第2顔方向情報算出部204を配置する。これら複数の分散感覚知能から得られる車両位置情報V、顔方向情報θ、車両速度情報Vなどの環境情報に基づき意図認識部207が意図推論を行い、意図認識結果を得る。
【選択図】 図2
従来技術、競合技術の概要 【背景技術】情報通信技術の急速な進展に伴い、情報インフラストラクチャの整備が進められ、一般家庭や移動体にまでネットワークと情報システムが浸透しつつある。一方、利用者側からこれらのネットワーク情報システムを見る限りでは、ネットワークにより形成された空間に生活する利用者でありながら、形成している空間システムが有効に利用者に作用して人間に支援しているとは言い難いのが現状である。また、日々の生活でその恩恵を受ける人が増える一方で、病院や家庭内の高齢者・機能障害者に代表される、情報技術から疎外され、その恩恵を十分に受けられていない情報弱者と呼ばれる人々との格差が相対的に進んでいるのも現状である。一方、このような情報処理技術を用いて運輸省の先端安全自動車推進検討会により、エレクトロニクス技術等の新技術により自動車を高知能化して安全性を格段に高めるための予防安全技術が提案されている(非特許文献1)。この予防安全技術は、通常走行時における運転者の危険状態、走行環境の危険状況等を各種センサにより検知し運転者に警報すること、運転者の負担を軽減すること等により自己の未然防止を図るために考案されている。しかしながら、危険状況の直前に危険を報知することはできても、危険状況に陥るより前の状況は知らせることができない。また、危険状況の直前に危険を突然表示すると、その直前の表示が視界に入ることにより、周辺の視野が極端に見えにくくなるという特性が顕著に見られることが知られている。このように、例えば都市空間において歩行者、車両の存在を検出し、存在を提示することはできたが、情報過多になってしまい、かえって運転者に対し混乱を招き支障となってしまう。
【非特許文献1】先端安全自動車推進検討会事務局 運輸省自動車交通局技術安全部“先端安全自動車”平成9年10月発行
産業上の利用分野 本発明は、人間の行動を支援するために人間の意図を把握する人間状態推定システム、人間状態推定方法及び人間状態推定プログラムに関する。
特許請求の範囲 【請求項1】 車両が予め設定した目標地点に到達したときに当該車両の運転者が行うであろう運転行動を、前記車両が前記目標地点に到達する前に推定する人間状態推定システムであって、 前記目標地点に対する前記車両の位置情報を算出する車両位置算出装置と、 前記車両の速度情報を検出する速度情報検出装置と、 前記車両に搭載されたカメラにより前記運転者の顔画像データを得、この顔画像データから画像認識処理により顔の特定領域の重心を検出することにより前記運転者の顔の方向を表す情報を検出する顔方向算出装置と、 車両の位置、速度及び運転者の顔の方向の各々について予め設定された入力メンバーシップ関数と、想定される複数の運転意図の各々について予め設定された出力メンバーシップ関数と、前記各入力メンバーシップ関数と前記各出力メンバーシップ関数との間をマトリクス状に関連付ける複数の個性データをそれぞれ記憶する連想メモリを備え、前記車両位置算出装置により算出された車両の位置情報、前記速度検出装置により検出された速度情報、及び前記顔方向算出装置により検出された前記運転者の顔の方向を表す情報を前記連想メモリに入力パラメータとして入力し、この連想メモリを用いて正方向及び逆方向の行列演算を予め定められた回数だけ繰り返し実行することにより収束した複数の出力メンバーシップ関数を得、この出力された複数の出力メンバーシップ関数にそれぞれ対応する運転意図グレードの中から値が最も大きいものを選択して、この選択された運転意図グレードに対応する意図を前記運転者の意図認識結果として出力する意図認識部とを具備することを特徴とする人間状態推定システム。
【請求項2】 前記車両位置算出装置は、 前記目標地点に配置され、前記車両を互いに異なる方向から撮像してその画像データを当該車両に向け送信する複数のカメラと、 前記車両に設置され、前記複数のカメラから送られた複数の車両画像データを受信し、この受信された複数の車両画像データをもとにステレオ視機能を用いて三次元座標により表される前記車両の位置情報を算出する車両位置情報算出部とを備えることを特徴とする請求項1記載の人間状態推定システム。
【請求項3】 前記顔方向算出装置は、 前記カメラにより得られた顔画像データから画像認識処理により運転者の口領域の重心座標を検出する手段と、 前記カメラと運転者頭部の中心とを結んだ直線Lo と前記カメラと前記検出された口領域の重心座標とを結んだ直線Lx とにより形成される角度をθ 、前記運転者頭部の中心と前記検出された口領域の重心座標とを結んだ直線と前記直線Lxとにより形成される角度をθ とし、かつ前記カメラと運転者頭部の中心までの距離をd、運転者の頭部モデルにより求められる頭部半径をr、カメラの画角をφとしたとき、前記運転者の顔の方向θD2を、 r/sinθ=d/sinθ sinθ=(d/r)・sinθ θ=180-arcsin(sinθ)・180/π θD2=180-(θ+θ)により算出する手段とを備えることを特徴とする請求項1記載の人間状態推定システム。
【請求項4】 車両が予め設定した目標地点に到達したときに当該車両の運転者が行うであろう運転行動を、前記車両が前記目標地点に到達する前に推定する人間状態推定方法であって、 前記目標地点に対する前記車両の位置情報を算出する過程と、 前記車両の速度情報を検出する過程と、 前記車両に搭載されたカメラにより前記運転者の顔画像データを得、この顔画像データから画像認識処理により顔の特定領域の重心を検出することにより前記運転者の顔の方向を表す情報を検出する過程と、 車両の位置、速度及び運転者の顔の方向の各々について予め設定された入力メンバーシップ関数と、想定される複数の運転意図の各々について予め設定された出力メンバーシップ関数と、前記各入力メンバーシップ関数と前記各出力メンバーシップ関数との間をマトリクス状に関連付ける複数の個性データをそれぞれ記憶する連想メモリに、前記算出された車両の位置情報、前記検出された速度情報、及び前記検出された運転者の顔の方向を表す情報を入力パラメータとして入力し、この連想メモリを用いて正方向及び逆方向の行列演算を予め定められた回数だけ繰り返し実行することにより収束した複数の出力メンバーシップ関数を得、この出力された複数の出力メンバーシップ関数にそれぞれ対応する運転意図グレードの中から値が最も大きいものを選択して、この選択された運転意図グレードに対応する意図を前記運転者の意図認識結果として出力する過程とを具備することを特徴とする人間状態推定方法。
【請求項5】 車両が予め設定した目標地点に到達したときに当該車両の運転者が行うであろう運転行動を、前記車両が前記目標地点に到達する前に推定するために用いられる人間状態推定プログラムであって、 前記目標地点に対する前記車両の位置情報を算出する処理と、 前記車両の速度情報を検出する処理と、 前記車両に搭載されたカメラにより前記運転者の顔画像データを得、この顔画像データから画像認識処理により顔の特定領域の重心を検出することにより前記運転者の顔の方向を表す情報を検出する処理と、 車両の位置、速度及び運転者の顔の方向の各々について予め設定された入力メンバーシップ関数と、想定される複数の運転意図の各々について予め設定された出力メンバーシップ関数と、前記各入力メンバーシップ関数と前記各出力メンバーシップ関数との間をマトリクス状に関連付ける複数の個性データをそれぞれ記憶する連想メモリに、前記算出された車両の位置情報、前記検出された速度情報、及び前記検出された運転者の顔の方向を表す情報を入力パラメータとして入力し、この連想メモリを用いて正方向及び逆方向の行列演算を予め定められた回数だけ繰り返し実行することにより収束した複数の出力メンバーシップ関数を得、この出力された複数の出力メンバーシップ関数にそれぞれ対応する運転意図グレードの中から値が最も大きいものを選択して、この選択された運転意図グレードに対応する意図を前記運転者の意図認識結果として出力する過程とを、前記車両に設けられたコンピュータに実行させることを特徴とする人間状態推定プログラム。
産業区分
  • 自動車
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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出願権利状態 権利存続中
参考情報 (研究プロジェクト等) さきがけ 相互作用と賢さ 領域
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