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覚醒状態検知方法および覚醒状態検知装置 コモンズ

国内特許コード P110005630
整理番号 06026P
掲載日 2011年8月18日
出願番号 特願2006-120561
公開番号 特開2007-293587
登録番号 特許第4977856号
出願日 平成18年4月25日(2006.4.25)
公開日 平成19年11月8日(2007.11.8)
登録日 平成24年4月27日(2012.4.27)
発明者
  • 章 忠
  • 三宅哲夫
  • 安田好文
出願人
  • 国立大学法人豊橋技術科学大学
発明の名称 覚醒状態検知方法および覚醒状態検知装置 コモンズ
発明の概要

【課題】
カメラ等を用いて顔画像を撮り、顔画像から視線を検出し、視線の微細な動きを解析して覚醒状態を判定することにより、眠気および注意力低下の早期発見を可能とすること。
【解決手段】
カメラ等を用いて顔画像を計測し、視線を検出する手段においては、顔画像から顔の特徴点や基本参照点などを取得し、顔の向きや回転を考慮して顔の特徴点の追跡や瞬きの検出などを経て左右眼球中心の中点を推定する。推定された左右眼球中心の中点からそれの画像面に投影した点を算出し、黒目変位量を計算することで視線を推定できる。通常、前方を注視するときに、視線の微小な動きは活発で範囲が大きく、情報を正しく獲得できる。一方、眠気が生じたりや注意力が低下すると、視線の微小な動きは不活発で範囲が狭く、情報を正しく獲得できなくなる。従って,視線の微小な動きの範囲を解析すれば、眠気および注意力低下を判定でき、早期発見を可能にする。
【選択図】図1

従来技術、競合技術の概要


特許文献1乃至特許文献7にみられるように、車両の安全運行のために車両運転手の状態を検出する技術、または状態を検出後、解析を行い、安全制御を行う技術が、非常に多く開発されている。とくに、自動車における居眠りやわき見運転の状態を検出する技術が多く存在する。



前述した特許文献では、自動車等の限られたスペースなどの設置条件や、さまざまな気象や光源からの照明などの環境条件に対応して、運転手の状態を的確に検出するための技術がほとんどである。以上から、従来技術は、安全性を高めるための技術というよりは、事故に対するサポートや被害の軽減に寄与するためのものということができる。



しかし、進行中の自動車や列車などの車両に対して、居眠りやわき見の状態を検出するのでは対応が遅くなり、事故の発生を未然に防ぐことは難しい。さらに、車両を運転中に、ほかの事を考えたりして注意力が低下することによる事故を未然に防ぐことも従来技術では極めて困難である。

【特許文献1】特開2002-254956公報

【特許文献2】特開平11-276461公報

【特許文献3】特開平9-20157公報

【特許文献4】特開2001-005952公報

【特許文献5】特開平7-093700公報

【特許文献6】特開平8-083344公報

【特許文献7】特開平7-032907公報

産業上の利用分野


本発明は、車両等の運転手の微小な眼球運動を生体情報として検出し解析することにより、運転手の意識の覚醒状態の変化を早期に検知する方法ならびに装置に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
人の眼球運動の変化を検出し、検出結果を生体情報の変化と評価することによって、その変化により人の意識の覚醒状態を検知する方法であって、
人の顔の画像に基づいて、左右の眼球の中心間距離の中点(眼球中心の中点)の位置を推定するとともに、この中点の位置を画像面に投影する点を算出し、前記画像に基づいて、左右の眼球の黒目の中心間距離の中点(黒目中心の中点)を測定し、眼球中心の中点を画像面に投影した点と黒目中心の中点との距離を黒目変位量として計算し、この黒目変位量を生体情報として、その変化の状態により人の意識の覚醒状態を検知することを特徴とする覚醒状態検知方法。

【請求項2】
人の眼球の運動の変化を検出し、検出結果を視線の変化と評価することにより、その微小変動量を解析することによって、人の眠気または注意低下検知する方法であって、
人の顔の画像に基づいて、左右の眼球の中心間距離の中点(眼球中心の中点)の位置を推定するとともに、この中点の位置を画像面に投影する点を算出し、前記画像に基づいて、左右の眼球の黒目の中心間距離の中点(黒目中心の中点)を測定し、眼球中心の中点を画像面に投影した点と黒目中心の中点との距離を黒目変位量として計算し、この黒目変位量を視線の変動として、その微小変動量の範囲により人の眠気または注意力低下を検知することを特徴とする覚醒状態検知方法。

【請求項3】
前記黒目変位量の計算は、前記眼球中心の中点の位置を画像面に投影する点の位置ベクトルと前記黒目中心の中点の位置ベクトルとに基づき黒目変位ベクトルを算出するとともに、基本画像の黒目変位ベクトルと判定画像の黒目変位ベクトルのユークリッド距離を算出するものであることを特徴とする請求項1または2に記載の覚醒状態検知方法。

【請求項4】
人の顔を撮影するカメラと、このカメラによって撮影された顔画像から視線の微小な変位量を測定する視線解析装置と、この視線解析装置により測定された視線の変位量に基づいて、視線の移動範囲により覚醒状態を判定する覚醒状態判定装置とを備え、
前記視線解析装置は、人の顔の画像に基づいて、左右の眼球の中心間距離の中点(眼球中心の中点)の位置を推定するとともに、この中点の位置を画像面に投影する点を算出し、前記画像に基づいて、左右の眼球の黒目の中心間距離の中点(黒目中心の中点)を測定し、眼球中心の中点を画像面に投影した点と黒目中心の中点との距離を黒目変位量として計算し、この黒目変位量を視線の変位と推定することを特徴とする覚醒状態検知装置。

【請求項5】
前記覚醒状態判定装置による判定結果は、警告装置に出力され、覚醒状態でないと判断される場合に該警告装置を作動させることを特徴とする請求項4に記載の覚醒状態検知装置。
産業区分
  • その他通信
  • 自動車
  • 治療衛生
  • 計算機応用
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2006120561thum.jpg
出願権利状態 権利存続中
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