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JP2016200910A - Driver state determination device - Google Patents

Driver state determination device
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JP2016200910AJP2015079460AJP2015079460AJP2016200910AJP 2016200910 AJP2016200910 AJP 2016200910AJP 2015079460 AJP2015079460 AJP 2015079460AJP 2015079460 AJP2015079460 AJP 2015079460AJP 2016200910 AJP2016200910 AJP 2016200910A
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光弘 小峰
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英嗣 入江
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a driver state determination device capable of accurately determining whether or not the state of a driver is abnormal.SOLUTION: A driver state determination device 100 includes a recognition part 21, a storage part 22 and a determination part 23. The recognition part 21 recognizes driving postures including relative positional relationship between a plurality of skeletal sections in a driver 1 of a vehicle on the basis of a detection result by an RGB-D sensor 10 including at least an infrared sensor. The storage part 22 stores a plurality of normal driving postures as the driving postures of the driver 1 in a normal driving state. The determination part 23 performs the matching of the driving postures recognized by the recognition part 21 with the plurality of normal driving postures stored in the storage part 22, and determines that the state of the driver is abnormal when the driving postures do not correspond to any of the plurality of normal driving postures.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

Translated fromJapanese

本発明の一側面は、運転者状態判定装置に関する。  One aspect of the present invention relates to a driver state determination device.

従来の運転者状態判定装置に関する技術として、例えば特許文献1に記載された技術が知られている。特許文献1に記載された技術では、運転席前方に設けられたカメラにより運転者の顔位置をカメラで撮像し、その撮像画像から運転者の顔が存在しない又は目をつむっている等の状況が所定期間継続して検出された場合、運転者の状態が異常と判定する。  As a technique related to a conventional driver state determination device, for example, a technique described inPatent Document 1 is known. In the technique described inPatent Literature 1, the driver's face position is captured by the camera using a camera provided in front of the driver's seat, and the driver's face does not exist or the eyes are closed from the captured image. Is continuously detected for a predetermined period, it is determined that the driver's condition is abnormal.

特開2007−331652号公報JP 2007-331652 A

近年、車両に乗車中の運転者の状態を見極め、運転者の状態が異常の場合には、例えば車両の走行を自動制御することによって障害物との接触時の被害を軽減するシステムの導入が望まれている。このようなシステムを実現するために、上述したような運転者状態判定装置においては、運転者の状態が異常か否かを精度よく判定することが重要とされる。  In recent years, a system has been introduced that reduces the damage caused by contact with obstacles by, for example, automatically controlling the driving of the vehicle when the state of the driver in the vehicle is determined and the driver's state is abnormal. It is desired. In order to realize such a system, in the driver state determination device as described above, it is important to accurately determine whether or not the driver's state is abnormal.

本発明の一側面は、上記実情に鑑みてなされたものであり、運転者の状態が異常か否かを精度よく判定することが可能な運転者状態判定装置を提供することを課題とする。  An aspect of the present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a driver state determination device that can accurately determine whether or not a driver's state is abnormal.

本発明の一側面に係る運転者状態判定装置は、少なくとも距離センサを含む検出部による検出結果に基づいて、車両の運転者における複数の骨格部位の相対的な位置関係を含む運転姿勢を認識する認識部と、正常な運転状態における当該運転者の運転姿勢である複数の正常運転姿勢を記憶する記憶部と、記憶部に記憶した複数の正常運転姿勢に対して、認識部で認識した運転姿勢のマッチングを行い、当該運転姿勢が複数の正常運転姿勢の何れにも対応しない場合に、運転者の状態が異常と判定する判定部と、を備える。  A driver state determination device according to an aspect of the present invention recognizes a driving posture including a relative positional relationship among a plurality of skeleton parts in a driver of a vehicle based on a detection result by a detection unit including at least a distance sensor. A recognition unit, a storage unit that stores a plurality of normal driving postures that are the driving postures of the driver in a normal driving state, and a driving posture that is recognized by the recognition unit with respect to a plurality of normal driving postures stored in the storage unit And a determination unit that determines that the state of the driver is abnormal when the driving posture does not correspond to any of the plurality of normal driving postures.

この運転者状態判定装置では、正常な運転状態における運転者の運転姿勢が記憶部に正常運転姿勢として記憶されている。この正常運転姿勢に対応しない運転姿勢が認識部で認識されると、当該運転者の状態が異常であると判定される。このように、予め定められた閾値のみを判定の基準とするのではなく、その運転者の正常な運転状態に係る正常運転姿勢を基準に判定できるため、運転者の体型等に左右されずに運転者の異常を判定することが可能となる。また、検出部が距離センサを含むことから、例えば車内が暗い場合でも、運転者の運転姿勢を精度よく検出することができる。したがって、本発明の一側面によれば、運転者の状態が異常か否かを精度よく判定することが可能となる。  In this driver state determination device, the driving posture of the driver in a normal driving state is stored as a normal driving posture in the storage unit. If the recognition unit recognizes a driving posture that does not correspond to the normal driving posture, it is determined that the state of the driver is abnormal. In this way, since it is possible to make a determination based on the normal driving posture related to the normal driving state of the driver rather than using only a predetermined threshold as a reference for determination, it is not affected by the body shape of the driver. It becomes possible to determine the abnormality of the driver. In addition, since the detection unit includes the distance sensor, the driving posture of the driver can be accurately detected even when the interior of the vehicle is dark, for example. Therefore, according to one aspect of the present invention, it is possible to accurately determine whether or not the driver's condition is abnormal.

本発明の一側面に係る運転者状態判定装置において、判定部は、運転者の状態が異常と判定しない場合、認識部で認識した運転姿勢を正常運転姿勢として記憶部に記憶してもよい。この構成によれば、判定部による判定に伴って、正常運転姿勢を記憶部に学習させることが可能となる。  In the driver state determination device according to one aspect of the present invention, the determination unit may store the driving posture recognized by the recognition unit in the storage unit as the normal driving posture when the driver state is not determined to be abnormal. According to this configuration, it is possible to cause the storage unit to learn the normal driving posture in accordance with the determination by the determination unit.

本発明の一側面に係る運転者状態判定装置において、運転姿勢は、複数の骨格部位のうちの2つの組合せからなる項目毎においての、一方の骨格部位の座標に対する他方の骨格部位の座標の大小関係に関する相対位置情報を、相対的な位置関係として含んでいてもよい。この構成によれば、運転姿勢に係るデータ容量を抑え、処理速度を高めることができる。  In the driver state determination device according to one aspect of the present invention, the driving posture is the magnitude of the coordinates of the other skeleton part with respect to the coordinates of one skeleton part for each item including a combination of two of the plurality of skeleton parts. Relative positional information regarding the relationship may be included as a relative positional relationship. According to this configuration, it is possible to suppress the data volume related to the driving posture and increase the processing speed.

本発明の一側面に係る運転者状態判定装置において、判定部は、記憶部に記憶した複数の正常運転姿勢のそれぞれについて、認識部で認識した運転姿勢と類似する類似度を算出し、複数の正常運転姿勢における類似度の最大値が、予め設定された閾値以下の場合に、運転者の状態が異常と判定してもよい。この構成によれば、記憶した複数の正常運転姿勢に対する運転姿勢のマッチングを、好適に実現可能となる。  In the driver state determination device according to one aspect of the present invention, the determination unit calculates a similarity similar to the driving posture recognized by the recognition unit for each of the plurality of normal driving postures stored in the storage unit, When the maximum value of the similarity in the normal driving posture is equal to or less than a preset threshold value, the driver's state may be determined to be abnormal. According to this configuration, it is possible to preferably realize matching of driving postures with respect to a plurality of stored normal driving postures.

本発明の一側面に係る運転者状態判定装置は、判定部による判定時以外のときに、認識部で認識した当該運転者の運転姿勢を正常運転姿勢として記憶部に記憶する学習部を備えていてもよい。この構成によれば、判定部による判定時以外のときの運転者の運転姿勢について、正常運転姿勢として記憶部に学習させることが可能となる。  A driver state determination device according to an aspect of the present invention includes a learning unit that stores a driving posture of a driver recognized by a recognition unit in a storage unit as a normal driving posture at a time other than a determination by a determination unit. May be. According to this configuration, it is possible to cause the storage unit to learn the driving posture of the driver at a time other than the determination time by the determination unit as the normal driving posture.

本発明の一側面によれば、運転者の状態が異常か否かを精度よく判定することができる運転者状態判定装置を提供することが可能となる。  According to one aspect of the present invention, it is possible to provide a driver state determination device that can accurately determine whether or not a driver's state is abnormal.

一実施形態に係る運転者状態判定装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the driver | operator state determination apparatus which concerns on one Embodiment.複数の骨格部位を説明する図である。It is a figure explaining a some frame part.認識部により認識した運転姿勢の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the driving posture recognized by the recognition part.図4(A)は、運転者状態判定ECUにおいて実行される判定モードの処理を説明するフローチャートである。図4(B)は、運転者状態判定ECUにおいて実行される学習モードの処理を説明するフローチャートである。FIG. 4A is a flowchart for explaining processing in a determination mode executed in the driver state determination ECU. FIG. 4B is a flowchart illustrating the learning mode process executed by the driver state determination ECU.図5(A)は、閾値に対する辞書登録数を示すグラフである。図5(B)は、閾値に対する誤検知率と再現率を示すグラフである。FIG. 5A is a graph showing the number of dictionary registrations with respect to the threshold. FIG. 5B is a graph showing a false detection rate and a recall rate with respect to a threshold value.図6(A)は、辞書作成サイクル数に対する辞書登録数を示すグラフである。図6(B)は、辞書作成サイクル数に対する誤検知率及び再現率を示すグラフである。FIG. 6A is a graph showing the number of dictionary registrations with respect to the number of dictionary creation cycles. FIG. 6B is a graph showing a false detection rate and a recall rate with respect to the number of dictionary creation cycles.図7(A)は、他人の辞書による再現率及び誤検知率を示すグラフである。図7(B)は、ジェスチャ認識率を示すグラフである。FIG. 7A is a graph showing the recall rate and false detection rate of another person's dictionary. FIG. 7B is a graph showing the gesture recognition rate.

以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の説明において同一又は相当要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。  DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following description, the same or equivalent elements will be denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.

図1は、一実施形態に係る運転者状態判定装置100の構成を示すブロック図である。図2は、運転者1の複数の骨格部位2を説明する図である。図1に示すように、運転者状態判定装置100は、自動車等の車両に乗車中の運転者1の状態が異常か否かを判定する装置である。車両としては、特に限定されるものではなく、例えば、トラックやバス等の商用車、普通乗用車、大型車両、中型車両、小型車両又は軽車両等の何れであってもよい。  FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a driverstate determination device 100 according to an embodiment. FIG. 2 is a diagram illustrating a plurality ofskeleton parts 2 of thedriver 1. As shown in FIG. 1, the driverstate determination device 100 is a device that determines whether or not the state of thedriver 1 riding in a vehicle such as an automobile is abnormal. The vehicle is not particularly limited, and may be, for example, a commercial vehicle such as a truck or a bus, a normal passenger vehicle, a large vehicle, a medium vehicle, a small vehicle, or a light vehicle.

運転者状態判定装置100は、RGB−Dセンサ(検出部)10、運転者状態判定ECU20及び出力部30を備えている。RGB−Dセンサ10は、カラー画像及び深度情報の双方を取得するセンサである。RGB−Dセンサ10は、対象物のカラー画像を取得するRGBカメラと、対象物までの深度情報(距離画像)を取得する深度センサである赤外線センサと、を含んで構成されている。RGB−Dセンサ10は、車両の助手席側の窓とフロントガラスとの間に配置されている。RGB−Dセンサ10は、運転者1の上方から運転者1側に向かう方向に撮影可能とされている。なお、赤外線センサに代えてもしくは加えて、他の距離センサを含んでいてもよい。  The driverstate determination device 100 includes an RGB-D sensor (detection unit) 10, a driverstate determination ECU 20, and anoutput unit 30. The RGB-D sensor 10 is a sensor that acquires both a color image and depth information. The RGB-D sensor 10 includes an RGB camera that acquires a color image of an object, and an infrared sensor that is a depth sensor that acquires depth information (distance image) to the object. The RGB-D sensor 10 is disposed between a window on the passenger seat side of the vehicle and the windshield. The RGB-D sensor 10 is capable of photographing in a direction from above thedriver 1 toward thedriver 1 side. It should be noted that another distance sensor may be included instead of or in addition to the infrared sensor.

図1及び図2に示すように、RGB−Dセンサ10は、運転者1の上半身のカラー画像及び深度情報を取得し、取得したカラー画像及び深度情報から運転者1における複数の骨格部位2の三次元座標(X軸座標、Y軸座標及びZ軸座標)を取得する。RGB−Dセンサ10は、当該三次元座標に関する情報を、センサ情報として運転者状態判定ECU20へ出力する。RGB−Dセンサ10としては、例えば、深度の取得可能範囲が0.5〜8.0[m]、運転者1の検出可能範囲が0.5〜4.5[m]、及び、骨格部位2の検出可能数が20又は25[箇所/人]のものが用いられる。なお、複数の骨格部位2の三次元座標を取得する手法としては、特に限定されず、公知の手法を採用することができる。  As shown in FIGS. 1 and 2, the RGB-D sensor 10 acquires the color image and depth information of the upper body of thedriver 1, and the plurality ofskeleton parts 2 in thedriver 1 from the acquired color image and depth information. Obtain three-dimensional coordinates (X-axis coordinates, Y-axis coordinates, and Z-axis coordinates). The RGB-D sensor 10 outputs information regarding the three-dimensional coordinates to the driverstate determination ECU 20 as sensor information. As the RGB-D sensor 10, for example, the depth obtainable range is 0.5 to 8.0 [m], thedriver 1 detectable range is 0.5 to 4.5 [m], and theskeleton part 2 having a detectable number of 20 or 25 [location / person] is used. In addition, it does not specifically limit as a method of acquiring the three-dimensional coordinate of the some frame |skeleton part 2, A well-known method is employable.

骨格部位2は、1又は複数の骨及び軟骨によって構成される構造部位である。骨格部位2は、骨格上において1又は複数のまとまりのある機能及び/又は構造を有する部位である。骨格部位2は、骨格ポイントとも称する。本実施形態の骨格部位2としては、運転者1の上半身の骨格の部位であって、例えば「頭」、「左肩」、「左肘」、「左腕」、「左手」、「右肩」、「右肘」、「右腕」、「右手」、「脊髄」、「背骨中央」、及び「腰」等が挙げられる。上半身とは、身体における頭から腰までの部分である。  Theskeletal part 2 is a structural part composed of one or more bones and cartilage. Theskeleton part 2 is a part having one or a plurality of functions and / or structures that are united on the skeleton. Theskeleton part 2 is also called a skeleton point. As theskeleton part 2 of the present embodiment, the skeleton part of the upper body of thedriver 1, for example, “head”, “left shoulder”, “left elbow”, “left arm”, “left hand”, “right shoulder”, Examples include “right elbow”, “right arm”, “right hand”, “spinal cord”, “center of spine”, and “waist”. The upper body is the part of the body from the head to the waist.

運転者状態判定ECU20は、CPU[Central ProcessingUnit]、ROM[Read Only Memory]、RAM[RandomAccess Memory]等を有する電子制御ユニットである。運転者状態判定ECU20では、ROMに記憶されているプログラムをRAMにロードし、CPUで実行することで、各種の制御を実行する。運転者状態判定ECU20は、複数の電子制御ユニットから構成されていてもよい。運転者状態判定ECU20は、認識部21、記憶部22、判定部23及び学習部24を有する。  The driverstate determination ECU 20 is an electronic control unit including a CPU [Central Processing Unit], a ROM [Read Only Memory], a RAM [Random Access Memory], and the like. The driverstate determination ECU 20 executes various controls by loading a program stored in the ROM into the RAM and executing it by the CPU. The driverstate determination ECU 20 may be composed of a plurality of electronic control units. The driverstate determination ECU 20 includes arecognition unit 21, astorage unit 22, adetermination unit 23, and alearning unit 24.

認識部21は、RGB−Dセンサ10のセンサ情報に基づいて、運転者1の複数の骨格部位2における相対的な三次元の位置関係を含む運転姿勢を認識する。具体的には、まず、複数の骨格部位2のうちの二つの組合せからなる複数の項目を抽出する。抽出した複数の項目毎において、一方の骨格部位2の座標に対する他方の骨格部位2の三次元座標の大小関係を演算する。例えば当該大小関係は、X軸、Y軸及びZ軸それぞれにおいて、一方の骨格部位2の座標に対して他方の骨格部位2の座標が大きいか、小さいか、又は等しいかでビットパターン化されて表現される。そして、当該大小関係を相対位置情報(相対チェックポイントとも称する)とする。このような相対位置情報を複数の項目毎に有する一群の情報を、運転姿勢(姿勢モデルとも称する)として認識する。  Based on the sensor information of the RGB-D sensor 10, therecognition unit 21 recognizes a driving posture including a relative three-dimensional positional relationship in the plurality ofskeleton parts 2 of thedriver 1. Specifically, first, a plurality of items composed of two combinations of the plurality ofskeleton parts 2 are extracted. For each of the extracted items, the magnitude relationship of the three-dimensional coordinates of theother skeleton part 2 with respect to the coordinates of oneskeleton part 2 is calculated. For example, the magnitude relationship is bit-patterned depending on whether the coordinate of oneskeleton part 2 is larger, smaller, or equal to the coordinate of oneskeleton part 2 in each of the X, Y, and Z axes. Expressed. The magnitude relationship is set as relative position information (also referred to as a relative checkpoint). A group of information having such relative position information for each of a plurality of items is recognized as a driving posture (also referred to as a posture model).

図3は、認識部21により認識した運転姿勢の一例を示す図である。図3に示す例では、運転姿勢は、例えば骨格部位2の数が12箇所であるところ、66通りの骨格部位2の組合せ(項目)を有する。各項目それぞれは、XYZ座標系において、一方の骨格部位2に対する他方の骨格部位2の三次元座標の大小関係に関する相対位置情報を有する。図示するように、例えば項目が「頭−左肩」では、頭のX軸座標が左肩のX軸座標よりも小さく「<」とされ、頭のY軸座標が左肩のY軸座標と等しく「=」とされ、頭のZ軸座標は左肩のZ軸座標よりも大きく「>」とされている。つまり、複数の骨格部位2の組合せについての、座標の相対的大小関係を三軸で比較してなるベクタとして、一つの運転姿勢が記述されている。  FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a driving posture recognized by therecognition unit 21. In the example illustrated in FIG. 3, the driving posture has 66 combinations (items) of theskeleton parts 2, for example, where the number of theskeleton parts 2 is twelve. Each item has relative position information regarding the magnitude relationship of the three-dimensional coordinates of theother skeleton part 2 with respect to oneskeleton part 2 in the XYZ coordinate system. As shown in the drawing, for example, when the item is “head-left shoulder”, the X-axis coordinate of the head is smaller than the X-axis coordinate of the left shoulder, and the Y-axis coordinate of the head is equal to the Y-axis coordinate of the left shoulder “=”. The Z-axis coordinate of the head is larger than the Z-axis coordinate of the left shoulder and is “>”. In other words, one driving posture is described as a vector formed by comparing the relative magnitude relations of coordinates for a combination of a plurality ofskeleton parts 2 with three axes.

図1に示すように、記憶部22は、複数の正常運転姿勢を記憶して蓄積する。正常運転姿勢は、正常な運転状態における運転者1の運転姿勢である。記憶部22は、後述するように、判定部23で運転者1の状態が正常と判定されたときの運転姿勢、及び/又は、学習部24で平常運転時(通常運転時)に認識された運転姿勢を、正常運転姿勢として記憶する。記憶部22に記憶した複数の正常運転姿勢は、「辞書」、すなわち、多数の正常運転姿勢を集録する集合体を構築する。記憶部22に記憶した複数の正常運転姿勢は、教師データとして用いられる。複数の正常運転姿勢は、相対位置情報のリストの形で構成されている。以下、記憶部22に記憶した複数の正常運転姿勢を、単に「辞書」とも称する。  As shown in FIG. 1, thestorage unit 22 stores and accumulates a plurality of normal driving postures. The normal driving posture is a driving posture of thedriver 1 in a normal driving state. As will be described later, thestorage unit 22 is recognized when thedetermination unit 23 determines that the state of thedriver 1 is normal, and / or when thelearning unit 24 recognizes the normal operation (during normal operation). The driving posture is stored as a normal driving posture. The plurality of normal driving postures stored in thestorage unit 22 construct a “dictionary”, that is, an aggregate that collects a number of normal driving postures. The plurality of normal driving postures stored in thestorage unit 22 are used as teacher data. The plurality of normal driving postures are configured in the form of a list of relative position information. Hereinafter, the plurality of normal driving postures stored in thestorage unit 22 are also simply referred to as “dictionaries”.

判定部23は、記憶部22に記憶した複数の正常運転姿勢と、認識部21で認識した現在の運転姿勢(以下、「現在運転姿勢」という)とに基づいて、次の判定モード(検知モードとも称する)を実行する。すなわち、判定部23は、複数の正常運転姿勢に対して現在運転姿勢のマッチングを行い、現在運転姿勢が複数の正常運転姿勢の何れにも対応しない場合に、運転者1の状態が異常と判定する。  Thedetermination unit 23 determines the next determination mode (detection mode) based on the plurality of normal driving postures stored in thestorage unit 22 and the current driving posture recognized by the recognition unit 21 (hereinafter referred to as “current driving posture”). (Also called). That is, thedetermination unit 23 matches the current driving posture with a plurality of normal driving postures, and determines that the state of thedriver 1 is abnormal when the current driving posture does not correspond to any of the plurality of normal driving postures. To do.

具体的には、判定部23は、記憶部22に記憶した複数の正常運転姿勢のそれぞれについて、認識部21で認識した現在運転姿勢と類似する類似度を算出する。複数の正常運転姿勢の各類似度のうち最大値が閾値以下の場合に、運転者の状態が異常と判定する。閾値は、運転者の状態が異常か否かを適切に判定するために、予め設定されて記憶された値である。閾値は、実験、過去の実績及び経験、並びにシミュレーション等に基づいて定めることができる。閾値は、固定の値であってもよいし、変動する値であってもよい。  Specifically, thedetermination unit 23 calculates a similarity degree similar to the current driving posture recognized by therecognition unit 21 for each of a plurality of normal driving postures stored in thestorage unit 22. When the maximum value among the similarities of the plurality of normal driving postures is equal to or less than the threshold value, the driver state is determined to be abnormal. The threshold value is a value that is preset and stored in order to appropriately determine whether or not the driver's condition is abnormal. The threshold value can be determined based on experiments, past results and experiences, simulations, and the like. The threshold value may be a fixed value or a variable value.

より具体的には、判定部23は、まず、一の正常運転姿勢について、その複数の項目の各相対位置情報と現在運転姿勢が有する複数の項目の各相対位置情報とを照合し、一致する相対位置情報の数を類似度として算出する。このとき、相対位置情報に含まれる、X軸座標の大小関係とY軸座標の大小関係とZ軸座標の大小関係との全てが同じとき、相対位置情報が一致したとする。続いて、このような類似度の算出を、複数の正常運転姿勢の全てに対して実施する。そして、複数の正常運転姿勢の各類似度のうち最大値が閾値以下の場合、複数の正常運転姿勢が現在運転姿勢に対応しないと判断し、運転者1の状態が異常と判定する。他方、複数の正常運転姿勢の各類似度のうち最大値が閾値よりも大きい場合、最大値の類似度を有する正常運転姿勢が現在運転姿勢に対応すると判断し、運転者1の状態が正常であると判定する。  More specifically, thedetermination unit 23 first collates and matches the relative position information of the plurality of items with the relative position information of the plurality of items of the current driving posture for one normal driving posture. The number of relative position information is calculated as the similarity. At this time, it is assumed that the relative position information matches when the magnitude relation of the X-axis coordinates, the magnitude relation of the Y-axis coordinates, and the magnitude relation of the Z-axis coordinates included in the relative position information are the same. Subsequently, the calculation of the similarity is performed for all of the plurality of normal driving postures. If the maximum value among the similarities of the plurality of normal driving postures is equal to or smaller than the threshold value, it is determined that the plurality of normal driving postures do not correspond to the current driving posture, and the state of thedriver 1 is determined to be abnormal. On the other hand, when the maximum value among the similarities of the plurality of normal driving postures is larger than the threshold value, it is determined that the normal driving posture having the maximum similarity degree corresponds to the current driving posture, and the state of thedriver 1 is normal. Judge that there is.

判定部23は、運転者1の状態が異常と判定しない場合、認識部21で認識した現在運転姿勢を正常運転姿勢として記憶部22に記憶する。これにより、記憶部22に蓄積されている複数の正常運転姿勢をアップデートする。  When determining that the state of thedriver 1 is not abnormal, thedetermination unit 23 stores the current driving posture recognized by therecognition unit 21 in thestorage unit 22 as a normal driving posture. Thereby, the plurality of normal driving postures accumulated in thestorage unit 22 are updated.

学習部24は、判定部23による判定時以外のときに、認識部21で認識した現在運転姿勢を正常運転姿勢として学習する学習モード(辞書登録モード又は辞書強化モードとも称する)を実行する。具体的には、学習部24は、例えばモード判定実行時以外の平常運転時に、認識部21で認識した運転者1の現在運転姿勢を正常運転姿勢として記憶部22に記憶して蓄積する。  Thelearning unit 24 executes a learning mode (also referred to as a dictionary registration mode or a dictionary strengthening mode) in which the current driving posture recognized by therecognition unit 21 is learned as a normal driving posture when thedetermination unit 23 does not perform the determination. Specifically, thelearning unit 24 stores and accumulates the current driving posture of thedriver 1 recognized by therecognition unit 21 in thestorage unit 22 as a normal driving posture during normal driving other than when mode determination is performed, for example.

出力部30は、判定部23による判定結果に応じた情報を運転者1へ報知する。出力部30は、例えば、画像情報を表示するためのディスプレイ、及び音声出力のためのスピーカの少なくとも何れかを有している。出力部30は、判定部23で運転者の状態を異常と判定した場合、例えばディプレイパネル上に警告表示を表示する、及び/又は、警告メッセージ等の警告音声をスピーカから出力する。一方、出力部30は、判定部23で運転者の状態を正常と判定した場合、例えば現在運転姿勢が正常運転姿勢と対応している旨をディプレイパネル上に表示する、及び/又は、現在運転姿勢が正常運転姿勢と対応している旨の音声をスピーカから出力する。  Theoutput unit 30 notifies thedriver 1 of information corresponding to the determination result by thedetermination unit 23. Theoutput unit 30 includes, for example, at least one of a display for displaying image information and a speaker for audio output. When thedetermination unit 23 determines that the state of the driver is abnormal, theoutput unit 30 displays a warning display on the display panel and / or outputs a warning sound such as a warning message from the speaker. On the other hand, when thedetermination unit 23 determines that the driver's state is normal, theoutput unit 30 displays, for example, on the display panel that the current driving posture corresponds to the normal driving posture, and / or A sound indicating that the driving posture corresponds to the normal driving posture is output from the speaker.

なお、本実施形態では、運転者状態判定装置100を走行支援装置(不図示)に適用し、判定部23の判定結果に基づいて車両の走行を自動制御してもよい。例えば、判定部23により運転者1の状態が異常と判定した場合、車両制御ECU(不図示)によりステアリングアクチュエータ及びブレーキアクチュエータを制御して、車両を路肩に寄せて停車させてもよい。運転者状態判定装置100は、種々の走行支援装置、運転支援装置及び走行安全装置等に採用可能である。  In the present embodiment, the driverstate determination device 100 may be applied to a travel support device (not shown), and the vehicle travel may be automatically controlled based on the determination result of thedetermination unit 23. For example, when thedetermination unit 23 determines that the state of thedriver 1 is abnormal, the vehicle control ECU (not shown) may control the steering actuator and the brake actuator so that the vehicle is brought close to the road shoulder and stopped. The driverstate determination device 100 can be employed in various travel support devices, drive support devices, travel safety devices, and the like.

本実施形態において、判定部23による判定モードの実行と学習部24による学習モードの実行とについては、例えば運転者1によるモード切替部(不図示)の操作に応じて所望に切替え可能としてもよい。本実施形態において、骨格部位2の三次元座標の取得、相対的な位置関係とする表現(運転姿勢)への変換、及び、辞書に対するマッチングは、1秒間当たりの処理フレーム数を数十フレームとしてリアルタイム処理を行っている。  In the present embodiment, the execution of the determination mode by thedetermination unit 23 and the execution of the learning mode by thelearning unit 24 may be switched as desired in accordance with, for example, an operation of a mode switching unit (not shown) by thedriver 1. . In the present embodiment, the acquisition of the three-dimensional coordinates of theskeletal part 2, the conversion to the expression (driving posture) as a relative positional relationship, and the matching to the dictionary are performed with the number of processing frames per second being several tens of frames. Real-time processing is performed.

次に、運転者状態判定装置100の処理について、図4に示すフローチャートを参照しつつ説明する。  Next, the process of the driverstate determination device 100 will be described with reference to the flowchart shown in FIG.

図4(A)は、運転者状態判定ECU20において実行される判定モードの処理を説明するフローチャートである。図4(A)に示すように、運転者状態判定ECU20では、判定モードに係る以下の処理を所定周期で繰り返し実行する。  FIG. 4A is a flowchart for explaining processing in a determination mode executed in the driverstate determination ECU 20. As shown in FIG. 4A, the driverstate determination ECU 20 repeatedly executes the following processing relating to the determination mode at a predetermined cycle.

まず、RGB−Dセンサ10からセンサ情報を取得する(S1)。認識部21により、RGB−Dセンサ10のセンサ情報に基づいて、運転者1の現在運転姿勢を認識する(S2)。判定部23により、複数の正常運転姿勢に対して現在運転姿勢のマッチングを行う。すなわち、複数の正常運転姿勢のそれぞれに対して現在運転姿勢の類似度を算出する(S3)。  First, sensor information is acquired from the RGB-D sensor 10 (S1). Therecognition unit 21 recognizes the current driving posture of thedriver 1 based on the sensor information of the RGB-D sensor 10 (S2). Thedetermination unit 23 matches the current driving posture with a plurality of normal driving postures. That is, the similarity of the current driving posture is calculated for each of a plurality of normal driving postures (S3).

続いて、判定部23により、算出した類似度の最大値が閾値よりも大きいか否かを判定する(S4)。上記S4でYesの場合、判定部23により、運転者1の状態が正常であると判定し、現在運転姿勢を正常運転姿勢として記憶部22に記憶する(S5及びS6)。その後、出力部30から、現在運転姿勢が正常運転姿勢と対応している旨を出力させると共に、次周期の処理に移行する。  Subsequently, thedetermination unit 23 determines whether or not the calculated maximum value of similarity is larger than a threshold value (S4). In the case of Yes in S4, thedetermination unit 23 determines that the state of thedriver 1 is normal, and stores the current driving posture in thestorage unit 22 as a normal driving posture (S5 and S6). Thereafter, theoutput unit 30 outputs that the current driving posture corresponds to the normal driving posture, and shifts to the processing of the next cycle.

一方、上記S3でNoの場合、判定部23により運転者1の状態が異常と判定する(S7)。その後、出力部30から警告音声及び/又は警告表示を出力させると共に、次周期の処理に移行する。これに代えてもしくは加えて、車両制御ECUにより車両の走行を自動制御し、例えば車両を路肩に寄せて停車させる。  On the other hand, in the case of No in S3, thedetermination unit 23 determines that the state of thedriver 1 is abnormal (S7). Thereafter, a warning sound and / or warning display is output from theoutput unit 30, and the process proceeds to the next cycle. Instead of or in addition to this, the vehicle control ECU automatically controls the travel of the vehicle, for example, brings the vehicle to the road shoulder and stops.

図4(B)は、運転者状態判定ECU20において実行される学習モードの処理を説明するフローチャートである。図4(B)に示すように、運転者状態判定ECU20では、例えばモード判定実行時以外の平常運転時において、判定モードに係る以下の処理を所定周期で繰り返し実行する。  FIG. 4B is a flowchart illustrating the learning mode process executed by the driverstate determination ECU 20. As shown in FIG. 4B, the driverstate determination ECU 20 repeatedly executes the following processing relating to the determination mode at a predetermined cycle, for example, during normal driving other than during mode determination execution.

まず、RGB−Dセンサ10からセンサ情報を取得する(S11)。認識部21により、RGB−Dセンサ10のセンサ情報に基づいて、運転者1の現在運転姿勢を認識する(S12)。学習部24により、現在運転姿勢を正常運転姿勢として記憶部22に記憶する(S13)。その後、次周期の処理に移行する。  First, sensor information is acquired from the RGB-D sensor 10 (S11). Therecognition unit 21 recognizes the current driving posture of thedriver 1 based on the sensor information of the RGB-D sensor 10 (S12). Thelearning unit 24 stores the current driving posture as a normal driving posture in the storage unit 22 (S13). Thereafter, the process proceeds to the next cycle.

以上、運転者状態判定装置100では、正常な運転状態における運転者1の運転姿勢が記憶部22に正常運転姿勢として(つまり、辞書として)記憶されている。正常運転姿勢に対応しない現在運転姿勢が認識部21で認識されると、運転者1の状態が異常であると判定される。このように、予め定められた閾値のみを判定の基準とするのではなく、その運転者1の正常な運転状態に係る正常運転姿勢を基準に判定できるため、運転者1の体型等に左右されずに(運転者1の体格に対してロバストに)、当該運転者1の異常を判定することが可能となる。また、赤外線センサを含むRGB−Dセンサ10を検出部として備えていることから、例えば車内が暗い場合でも、運転者1の運転姿勢を精度よく検出することができる。したがって、運転者状態判定装置100によれば、運転者1の状態が異常か否かを精度よく判定することが可能となる。また、例えば運転者1が運転を他の運転者1に交代する場合でも、各運転者1それぞれに対して辞書を作成して又は辞書を共用して判定することが可能であり、汎用性を高めることができる。  As described above, in the driverstate determination device 100, the driving posture of thedriver 1 in a normal driving state is stored in thestorage unit 22 as a normal driving posture (that is, as a dictionary). When therecognition unit 21 recognizes the current driving posture that does not correspond to the normal driving posture, it is determined that the state of thedriver 1 is abnormal. As described above, since the determination can be made based on the normal driving posture related to the normal driving state of thedriver 1 instead of using only the predetermined threshold as the reference for determination, it depends on the body shape of thedriver 1 and the like. Without being robust (to the physique of the driver 1), the abnormality of thedriver 1 can be determined. In addition, since the RGB-D sensor 10 including the infrared sensor is provided as a detection unit, the driving posture of thedriver 1 can be accurately detected even when the interior of the vehicle is dark, for example. Therefore, according to the driverstate determination device 100, it is possible to accurately determine whether or not the state of thedriver 1 is abnormal. In addition, for example, even when thedriver 1 switches driving to anotherdriver 1, it is possible to make a determination for eachdriver 1 by creating a dictionary or sharing a dictionary, and versatility can be achieved. Can be increased.

運転者状態判定装置100において、判定部23は、運転者1の状態が異常と判定しない場合、認識部21で認識した現在運転姿勢を正常運転姿勢として記憶部22に記憶する。この構成によれば、判定部23による判定に伴って、正常運転姿勢を記憶部22に学習させることが可能となる。その結果、判定精度を向上(誤判定を抑制)することが可能となる。  In the driverstate determination device 100, when thedetermination unit 23 does not determine that the state of thedriver 1 is abnormal, thedetermination unit 23 stores the current driving posture recognized by therecognition unit 21 in thestorage unit 22 as a normal driving posture. According to this configuration, the normal driving posture can be learned in thestorage unit 22 in accordance with the determination by thedetermination unit 23. As a result, it is possible to improve the determination accuracy (suppress erroneous determination).

運転者状態判定装置100において、運転姿勢は、複数の骨格部位2のうちの2つの組合せからなる項目毎においての、一方の骨格部位2の座標に対する他方の骨格部位2の座標の大小関係に関する相対位置情報で構成されている。この構成によれば、運転姿勢に係るデータ容量を抑え、処理速度を高めることができる。例えば、1つの運転姿勢のデータ容量を、数百ビット程度(66(項目数)×3(XYZ軸)×2(大小関係)=396ビット)まで抑えることが可能となる。僅かな回数の演算で、運転者1の異常を判定することができる。運転者1の動画情報を記憶部22に記憶する場合には、メガバイトオーダ又はギガバイトオーダの容量が記憶部22に必要であるが、運転者状態判定装置100では、キロバイトオーダでも大量の正常運転姿勢を記憶部22に記憶することができる。  In the driverstate determination device 100, the driving posture is relative to the magnitude relationship of the coordinates of theother skeleton part 2 with respect to the coordinates of the oneskeleton part 2 for each item composed of two combinations of the plurality ofskeleton parts 2. It consists of location information. According to this configuration, it is possible to suppress the data volume related to the driving posture and increase the processing speed. For example, the data capacity of one driving posture can be suppressed to about several hundred bits (66 (number of items) × 3 (XYZ axes) × 2 (magnitude relationship) = 396 bits). The abnormality of thedriver 1 can be determined by a small number of calculations. In the case where the moving image information of thedriver 1 is stored in thestorage unit 22, thestorage unit 22 needs a capacity of megabyte order or gigabyte order. Can be stored in thestorage unit 22.

また、相対位置情報が、複数の骨格部位2における三次元の相対位置関係で表現されることから、簡潔かつ柔軟に運転者1の姿勢を表現することができる。このような相対位置情報では、運転者1の身体の傾き及びひねり等の微妙な動作や姿勢を、ロバストに記述することができる。  Further, since the relative position information is expressed by a three-dimensional relative positional relationship in the plurality ofskeleton parts 2, the posture of thedriver 1 can be expressed simply and flexibly. With such relative position information, it is possible to robustly describe delicate motions and postures such as the tilt and twist of the body of thedriver 1.

運転者状態判定装置100において、判定部23は、記憶部22に記憶した複数の正常運転姿勢のそれぞれについて、認識部21で認識した運転姿勢と類似する類似度を算出する。そして、複数の正常運転姿勢における類似度の最大値が閾値以下の場合に、運転者1の状態が異常と判定する。この構成によれば、複数の正常運転姿勢に対する運転姿勢のマッチングを、好適に実現可能となる。  In the driverstate determination device 100, thedetermination unit 23 calculates a similarity similar to the driving posture recognized by therecognition unit 21 for each of the plurality of normal driving postures stored in thestorage unit 22. And when the maximum value of the similarity in a several normal driving posture is below a threshold value, it determines with the state of the driver |operator 1 being abnormal. According to this configuration, matching of driving postures with respect to a plurality of normal driving postures can be suitably realized.

運転者状態判定装置100は、学習モードを実行する学習部24を備える。学習モードでは、判定モード実行時以外の例えば平常運転時に、認識部21で認識した運転者1の運転姿勢を記憶部22に記憶する。これにより、例えば平常運転時の運転者1の運転姿勢を正常運転姿勢として記憶部22に学習させることが可能となる。正常運転姿勢を繰り返し学習して辞書を強化することにより、記憶部22に記憶された正常運転姿勢の数を増加させ、誤判定率を低減させることができる。  The driverstate determination device 100 includes alearning unit 24 that executes a learning mode. In the learning mode, the driving posture of thedriver 1 recognized by therecognition unit 21 is stored in thestorage unit 22 during normal driving other than when the determination mode is executed. As a result, for example, the driving posture of thedriver 1 during normal driving can be learned by thestorage unit 22 as a normal driving posture. By repeatedly learning the normal driving posture and strengthening the dictionary, the number of normal driving postures stored in thestorage unit 22 can be increased, and the erroneous determination rate can be reduced.

運転者状態判定装置100で認識する運転姿勢は、運転者1の瞼や呼気等に比べて明確な運転者情報であり、また、運転者1の動画情報に比べても明確な運転者情報である。運転者状態判定装置100で認識する運転姿勢は、運転者1のサングラスの着用及び日照等に対して、ロバスト性を有する。  The driving posture recognized by the driverstate determination device 100 is clear driver information compared to the driver's 1 habit, exhalation, etc., and is also clear driver information compared to the moving image information of thedriver 1. is there. The driving posture recognized by the driverstate determination device 100 has robustness against thedriver 1 wearing sunglasses and sunshine.

運転者状態判定装置100は、現在運転姿勢が正常運転姿勢に対応しない場合に運転者1の状態を異常と判定するホワイトリスト形式を採用している。ホワイトリスト形式では、記憶部22に記憶される情報が多くなる可能性があるものの、記憶されていない情報を探索することになるため、現在運転姿勢の認識が正確であるならば、判定に漏れが生じるのを抑制可能となる。  The driverstate determination device 100 employs a white list format that determines that the state of thedriver 1 is abnormal when the current driving posture does not correspond to the normal driving posture. In the white list format, the information stored in thestorage unit 22 may increase, but information that is not stored is searched. Therefore, if the current driving posture is recognized correctly, the determination is omitted. Can be suppressed.

運転者状態判定装置100では、閾値を大きくすることにより、運転者1の状態を誤って異常と判定してしまうことを抑制できる。ただし、閾値は、ノイズの影響を軽減するために、類似度の最大値(相対位置情報の全数)の9割程度としてもよい。  The driverstate determination device 100 can suppress erroneous determination of the state of thedriver 1 as abnormal by increasing the threshold value. However, the threshold value may be about 90% of the maximum value of similarity (the total number of relative position information) in order to reduce the influence of noise.

運転者状態判定装置100では、運転者1の状態が異常か否かの判定に基づいて、車両の走行を制御することができる。例えば、運転者1の状態を異常と判定することにより、運転者1の体調不良からの心神喪失や不正動作の存在を把握し、走行安全に寄与する運転支援を行うことができる。運転者状態判定装置100は、安全停止等のトリガとして高い確信度を有する。  The driverstate determination device 100 can control the traveling of the vehicle based on the determination as to whether or not the state of thedriver 1 is abnormal. For example, by determining that the state of thedriver 1 is abnormal, it is possible to grasp the existence of a god loss or illegal operation due to the poor physical condition of thedriver 1 and to provide driving assistance that contributes to driving safety. The driverstate determination device 100 has a high certainty factor as a trigger for a safety stop or the like.

運転者状態判定装置100では、複数の運転者1の間で辞書、すなわち、記憶部22に記憶された複数の正常運転姿勢を共有してもよい。運転者1とは異なる他人の姿勢や動作を学習した辞書によっても、十分な精度を有して運転者1の異常を判定することができる。  In the driverstate determination device 100, a plurality of normal driving postures stored in the dictionary, that is, thestorage unit 22, may be shared among the plurality ofdrivers 1. The abnormality of thedriver 1 can be determined with sufficient accuracy even by using a dictionary in which the posture and movement of another person different from thedriver 1 are learned.

なお、本実施形態の運転者状態判定装置100では、運転者1の現在運転姿勢に基づき特定の動作時の運転姿勢であるジェスチャを認識し、認識したジェスチャに基づいて車内機器の動作を制御してもよい。具体的には、記憶部22に、特定の動作毎にジェスチャを記憶する。記憶するジェスチャとしては、例えばエアーコンディショナ操作時のジェスチャ、カーナビゲーションシステム操作時のジェスチャ、オーディオ操作時のジェスチャ等が挙げられる。続いて、記憶部22に記憶した複数のジェスチャそれぞれについて、認識部21で認識した現在運転姿勢との類似度を算出する。類似度が閾値よりも大きくかつ最大値を有するジェスチャを、現在ジェスチャとして認識する。そして、認識した現在ジェスチャに対応する車内機器の動作制御を行う。これにより、現在ジェスチャに応じた運転支援を行うことができる。また、運転者1が実行しようとする操作を、音声認識よりも高精度に認識することができる。  Note that the driverstate determination device 100 according to the present embodiment recognizes a gesture that is a driving posture during a specific operation based on the current driving posture of thedriver 1, and controls the operation of the in-vehicle device based on the recognized gesture. May be. Specifically, a gesture is stored in thestorage unit 22 for each specific operation. Examples of the gesture to be stored include a gesture during an air conditioner operation, a gesture during a car navigation system operation, a gesture during an audio operation, and the like. Subsequently, for each of the plurality of gestures stored in thestorage unit 22, the similarity with the current driving posture recognized by therecognition unit 21 is calculated. A gesture whose similarity is greater than a threshold and has a maximum value is recognized as a current gesture. Then, operation control of the in-vehicle device corresponding to the recognized current gesture is performed. Thereby, driving assistance according to the current gesture can be performed. Further, the operation to be performed by thedriver 1 can be recognized with higher accuracy than the voice recognition.

[実施例]
以下、実測結果に基づいて上記運転者状態判定装置100をより具体的に説明する。
[Example]
Hereinafter, the driverstate determination apparatus 100 will be described more specifically based on the actual measurement result.

(閾値を変化させた評価試験)
本評価試験では、運転者状態判定装置100において閾値を変化させた場合の再現率と誤検知率とを調査する。被験者は男性5人とした。被験者は、学習モード(辞書強化モード)の実行下で車両を運転しながら、平常運転時の6つの動作、すなわち、直進時動作、左折時動作、右折時動作、カーナビ操作時動作、エアコン操作時動作及び自由動作を順番に行った。これを1サイクルの辞書作成サイクルとし、当該辞書作成サイクルを5サイクル繰り返し、辞書を作成した。その後、判定モード(検知モード)に切り替え、平常運転時の上記6つの動作を5回繰り返した。この過程では、被験者は平常運転時の動作のみ行うため、被験者の状態が異常との判定結果は誤検知である。
(Evaluation test with varying threshold)
In this evaluation test, the recall rate and the false detection rate when the threshold value is changed in the driverstate determination device 100 are investigated. The test subjects were five men. The subject is driving the vehicle under the execution of the learning mode (dictionary strengthening mode), and during normal driving, six actions during normal driving, that is, straight action, left turn action, right turn action, car navigation operation action, air conditioner operation The movement and free movement were performed in order. This was defined as a one-cycle dictionary creation cycle, and the dictionary creation cycle was repeated five times to create a dictionary. Thereafter, the mode was switched to the determination mode (detection mode), and the above six operations during normal operation were repeated five times. In this process, since the subject performs only the operation during normal driving, the determination result that the subject's state is abnormal is a false detection.

次に、被験者は、判定モードで車両を運転しながら、平常運転時に行わない4つの不正動作、すなわち、車両の前方、左方及び右方に身体を傾斜させる各動作と、腰がシートから落ちるような動作とを行った。そして、被験者の状態が異常と判定するかを確認した。下式のとおり、取得全フレームに対する誤検知数を誤検知率とした。
誤検知率=誤検知数/全フレーム数
また、下式のとおり、不正動作数に対する認識数(不正動作時に異常と正しく判定できた数)を再現率とした。
再現率=認識数/不正動作数
Next, the subject operates the vehicle in the determination mode, and performs four illegal operations that are not performed during normal operation, that is, each operation of tilting the body forward, left, and right of the vehicle, and the waist falls from the seat. The operation was performed. And it was confirmed whether a test subject's state was determined to be abnormal. As shown in the following formula, the number of false detections for all acquired frames was defined as the false detection rate.
False detection rate = number of false detections / total number of frames In addition, as shown in the following formula, the number of recognitions with respect to the number of illegal operations (the number that can be correctly determined to be abnormal at the time of illegal operations) was taken as the recall rate.
Reproducibility = number of recognitions / number of unauthorized operations

図5(A)は、閾値に対する辞書登録数を示すグラフである。辞書登録数は、記憶部22に記憶した複数の正常運転姿勢の数(データ数)である。図5(A)に示すように、閾値を高くした場合、辞書登録数が多くなり、辞書のデータ容量が多くなることがわかる。  FIG. 5A is a graph showing the number of dictionary registrations with respect to the threshold. The dictionary registration number is the number (data number) of a plurality of normal driving postures stored in thestorage unit 22. As shown in FIG. 5A, it can be seen that when the threshold value is increased, the number of dictionary registrations increases and the data capacity of the dictionary increases.

図5(B)は、閾値に対する誤検知率及び再現率を示すグラフである。図中において、誤検知率及び再現率は、複数の被験者の平均値を示している。図中において、動作A、動作B及び動作Cのそれぞれは、車両の前方、左方及び右方に身体を傾斜させる動作であり、動作Dは、腰がシートから落ちるような動作である。これらは、以下の誤検知率、再現率及び動作A〜Dについても同様である。図5(B)に示すように、閾値を高くするにしたがって、再現率は上がり誤検知率も僅かに上がっている。閾値が「33」のときに、誤検知率は4%以下になっており、低い誤検知率を保ちながら再現率を上げることができた。  FIG. 5B is a graph showing a false detection rate and a recall rate with respect to a threshold value. In the figure, the false detection rate and the recall rate indicate average values of a plurality of subjects. In the figure, each of the operation A, the operation B, and the operation C is an operation that tilts the body forward, left, and right of the vehicle, and the operation D is an operation that the waist falls from the seat. The same applies to the following false detection rate, recall rate, and operations A to D. As shown in FIG. 5B, as the threshold value is increased, the recall rate increases and the false detection rate also slightly increases. When the threshold was “33”, the false detection rate was 4% or less, and the recall rate could be increased while maintaining a low false detection rate.

(辞書の繰返し強化の評価試験)
本評価試験では、運転者状態判定装置100において、辞書強化の試行回数を増やして辞書のデータ量を増加させ、再現率、誤検知率及び辞書登録数の影響を調査する。被験者は男性3人とした。上記評価試験の結果に基づいて、閾値を「33」に設定した。
(Dictionary repetition strengthening evaluation test)
In this evaluation test, the driverstate determination device 100 increases the number of dictionary enhancement attempts to increase the data amount of the dictionary, and investigates the effects of the recall rate, the false detection rate, and the number of dictionary registrations. The test subjects were three men. Based on the result of the evaluation test, the threshold value was set to “33”.

図6(A)は、辞書作成サイクル数に対する辞書登録数を示すグラフである。ここでの辞書作成サイクルは、上記評価試験における辞書作成サイクルと同様である。図6(A)に示すように、辞書作成サイクル数を増やすに連れて、辞書登録数が多くなり、辞書のデータ量が多くなることがわかる。辞書作成サイクル数を増やすに連れて、辞書登録数の増加率が低くなっていることがわかる。これにより、辞書作成サイクル数を増やすに連れて、辞書登録数の増加は収束すると考えられる。  FIG. 6A is a graph showing the number of dictionary registrations with respect to the number of dictionary creation cycles. The dictionary creation cycle here is the same as the dictionary creation cycle in the evaluation test. As shown in FIG. 6A, it can be seen that as the number of dictionary creation cycles is increased, the number of dictionary registrations increases and the amount of data in the dictionary increases. It can be seen that as the number of dictionary creation cycles increases, the rate of increase in the number of dictionary registrations decreases. Thereby, it is considered that the increase in the number of dictionary registrations converges as the number of dictionary creation cycles increases.

図6(B)は、辞書作成サイクル数に対する誤検知率及び再現率を示すグラフである。図6(B)に示すように、辞書作成サイクル数を増やすに連れて、辞書登録数が増加することから誤検知率が減少していることがわかる。辞書サイクル数が「5」の時に、誤検知率は2%以下となった。辞書の強化を繰り返し行うことによって、辞書登録数が増加し、誤検知率を低減できることがわかる。辞書の強化を繰り返し行うことによって、辞書登録数が増加しても、再現率を高く保っていることがわかる。  FIG. 6B is a graph showing a false detection rate and a recall rate with respect to the number of dictionary creation cycles. As shown in FIG. 6B, it can be seen that the number of dictionary registrations increases as the number of dictionary creation cycles increases, so that the false detection rate decreases. When the number of dictionary cycles was “5”, the false detection rate was 2% or less. It can be seen that by repeatedly strengthening the dictionary, the number of dictionary registrations increases and the false detection rate can be reduced. By repeatedly strengthening the dictionary, it can be seen that the recall is kept high even if the number of dictionary registrations increases.

(他人の辞書による評価試験)
本評価試験では、運転者状態判定装置100において、他人の辞書を用いた場合の誤検知率と再現率とを調査する。被験者は男性4人とした。一人の被験者の辞書を、上記評価試験と同様に作成した。別の3人の被験者は、作成した辞書を用いた判定モードの実行下で、4つの不正動作として上記動作A〜Dを3回繰り返し行った。そして、別の3人の被験者の状態が異常と判定するかを確認した。
(Evaluation test using someone else's dictionary)
In this evaluation test, the driverstate determination device 100 investigates the false detection rate and the recall rate when another person's dictionary is used. The test subjects were four men. A dictionary of one subject was created in the same manner as the evaluation test. The other three subjects repeatedly performed the above operations A to D three times as four unauthorized operations under the execution of the determination mode using the created dictionary. Then, it was confirmed whether the condition of another three subjects was determined to be abnormal.

図7(A)は、他人の辞書による再現率及び誤検知率を示すグラフである。図7(A)に示すように、動作A、動作B及び動作Cにおいて、再現率が100%と高い値となり、誤検知率も低い値を保つことがわかる。これにより、各個人の特徴的動作を除けば、辞書を共有して運用できることがわかる。  FIG. 7A is a graph showing the recall rate and false detection rate of another person's dictionary. As shown in FIG. 7A, it can be seen that in the operations A, B and C, the recall rate is as high as 100%, and the false detection rate is also kept low. As a result, it can be understood that the dictionary can be shared and operated except for the characteristic operation of each individual.

(ジェスチャ認識評価試験)
本評価試験では、運転者状態判定装置100を利用し、ジェスチャによって車内機器を操作(動作制御)できるか否かを評価する。被験者は、学習モードの実行下において、右手をハンドルに置くと共に、左手を上方、前方及び前側斜め上方に突き出した特定動作を行った。これにより、当該特定動作に関するジェスチャを記憶部22に記憶し、辞書を作成した。その後、被験者は、判定モードの実行下において当該特定動作を行い、当該特定動作をジェスチャとして正しく認識するかを確認した。ジェスチャを正しく認識できる割合をジェスチャ認識率として求めた。被験者は男性3人とした。閾値は、上記評価試験の結果に基づいて「33」に設定した。
(Gesture recognition evaluation test)
In this evaluation test, the driverstate determination device 100 is used to evaluate whether or not the in-vehicle device can be operated (motion control) by a gesture. Under the execution of the learning mode, the subject placed a right hand on the handle and performed a specific operation in which the left hand protruded upward, forward, and obliquely upward on the front side. Thereby, the gesture regarding the said specific operation | movement was memorize | stored in the memory |storage part 22, and the dictionary was created. Thereafter, the subject performed the specific operation under execution of the determination mode, and confirmed whether the specific operation was correctly recognized as a gesture. The ratio of correctly recognizing gestures was obtained as the gesture recognition rate. The test subjects were three men. The threshold was set to “33” based on the result of the evaluation test.

図7(B)は、ジェスチャ認識率を示すグラフである。図中において、「上」は左手を上方に突き出した上記特定動作に係るジェスチャ、「前」は左手を前方に突き出した上記特定動作に係るジェスチャ、「斜め」は左手を前側斜め上方に突き出した上記特定動作に係るジェスチャである。図7(B)に示すように、全てのジェスチャについて正しく認識できることが分かる。したがって、今回の評価試験で行ったジェスチャをエアーコンディショナやカーナビゲーションシステム等の操作用ジェスチャへ割り当てることで、ジェスチャによって車内機器を操作させる運転支援を行うことが可能となる。  FIG. 7B is a graph showing the gesture recognition rate. In the figure, “Up” is a gesture related to the above specific action with the left hand protruding upward, “Front” is a gesture related to the above specific action with the left hand protruding forward, and “Slant” is a left side protruding upward in the front side. It is a gesture related to the specific operation. As shown in FIG. 7B, it can be seen that all gestures can be recognized correctly. Therefore, by assigning the gesture performed in this evaluation test to an operation gesture such as an air conditioner or a car navigation system, it is possible to perform driving support for operating the in-vehicle device by the gesture.

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限られるものではなく、各請求項に記載した要旨を変更しない範囲で変形し、又は他のものに適用してもよい。  The preferred embodiments of the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments. The present invention can be modified without departing from the scope described in the claims or applied to other embodiments. May be.

例えば上記実施形態では、検出部としてRGB−Dセンサ10を用いたが、距離センサを含むその他のセンサを用いてもよい。要は、検出部の検出結果に基づいて、運転者1の複数の骨格部位2の相対的な位置関係を含む運転姿勢を認識できればよい。  For example, in the above embodiment, the RGB-D sensor 10 is used as the detection unit, but other sensors including a distance sensor may be used. In short, it is only necessary to recognize the driving posture including the relative positional relationship of the plurality ofskeleton parts 2 of thedriver 1 based on the detection result of the detection unit.

1…運転者、2…骨格部位、10…RGB−Dセンサ(検出部)、21…認識部、22…記憶部、23…判定部、24…学習部、100…運転者状態判定装置。  DESCRIPTION OFSYMBOLS 1 ... Driver, 2 ... Skeletal part, 10 ... RGB-D sensor (detection part), 21 ... Recognition part, 22 ... Memory | storage part, 23 ... Determination part, 24 ... Learning part, 100 ... Driver state determination apparatus.

Claims (5)

Translated fromJapanese
少なくとも距離センサを含む検出部による検出結果に基づいて、車両の運転者における複数の骨格部位の相対的な位置関係を含む運転姿勢を認識する認識部と、
正常な運転状態における当該運転者の前記運転姿勢である複数の正常運転姿勢を記憶する記憶部と、
前記記憶部に記憶した複数の前記正常運転姿勢に対して、前記認識部で認識した前記運転姿勢のマッチングを行い、当該運転姿勢が複数の前記正常運転姿勢の何れにも対応しない場合に、前記運転者の状態が異常と判定する判定部と、を備える運転者状態判定装置。
A recognition unit for recognizing a driving posture including a relative positional relationship of a plurality of skeleton parts in a driver of the vehicle based on a detection result by at least a detection unit including a distance sensor;
A storage unit that stores a plurality of normal driving postures that are the driving postures of the driver in a normal driving state;
Matching the driving posture recognized by the recognition unit to the plurality of normal driving postures stored in the storage unit, and when the driving posture does not correspond to any of the plurality of normal driving postures, A driver state determination device comprising: a determination unit that determines that the driver's state is abnormal.
前記判定部は、前記運転者の状態が異常と判定しない場合、前記認識部で認識した前記運転姿勢を前記正常運転姿勢として前記記憶部に記憶する、請求項1に記載の運転者状態判定装置。  2. The driver state determination device according to claim 1, wherein the determination unit stores the driving posture recognized by the recognition unit in the storage unit as the normal driving posture when the driver's state is not determined to be abnormal. . 前記運転姿勢は、複数の前記骨格部位のうちの2つの組合せからなる項目毎においての、一方の骨格部位の座標に対する他方の骨格部位の座標の大小関係に関する相対位置情報を、前記相対的な位置関係として含む、請求項1又は2に記載の運転者状態判定装置。  The driving posture includes relative position information regarding the magnitude relationship of the coordinates of the other skeleton part with respect to the coordinates of one skeleton part, for each item including two combinations of the plurality of skeleton parts. The driver state determination apparatus according to claim 1, which is included as a relationship. 前記判定部は、
前記記憶部に記憶した複数の前記正常運転姿勢のそれぞれについて、前記認識部で認識した前記運転姿勢と類似する類似度を算出し、
複数の前記正常運転姿勢における前記類似度の最大値が、予め設定された閾値以下の場合に、前記運転者の状態が異常と判定する、請求項1〜3の何れか一項に記載の運転者状態判定装置。
The determination unit
For each of the plurality of normal driving postures stored in the storage unit, calculate a similarity similar to the driving posture recognized by the recognition unit,
The driving according to any one of claims 1 to 3, wherein the state of the driver is determined to be abnormal when a maximum value of the similarity in a plurality of the normal driving postures is equal to or less than a preset threshold value. Person state determination device.
前記判定部による判定時以外のときに、前記認識部で認識した当該運転者の前記運転姿勢を前記正常運転姿勢として前記記憶部に記憶する学習部を備える、請求項1〜4の何れか一項に記載の運転者状態判定装置。  5. The learning unit according to claim 1, further comprising a learning unit that stores, in the storage unit, the driving posture of the driver recognized by the recognition unit as the normal driving posture at a time other than the determination by the determination unit. The driver state determination device according to item.
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