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JP6507015B2 - Driver status determination device - Google Patents
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Description

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。   For example, the technology described in Patent Document 1 is known as a technology related to a conventional driver state determination device. In the technology described in Patent Document 1, a camera provided in front of the driver's seat captures an image of the driver's face position with a camera, and the driver's face does not exist or is blinded 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, we have introduced a system that determines the driver's condition while riding in a vehicle and, if the driver's condition is abnormal, for example reduces the damage at the time of contact with an obstacle by automatically controlling the traveling of the vehicle. It is desired. In order to realize such a system, in the above-described driver state determination device, it is important to accurately determine whether the state of the driver 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。   One aspect of the present invention is made in view of the above situation, and it is an object of the present invention to provide a driver state determination device capable of accurately determining whether 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 one aspect of the present invention recognizes a driving posture including a relative positional relationship of a plurality of skeletal parts in a driver of a vehicle based on a detection result by a detection unit including at least a distance sensor. A driving posture recognized by the recognition unit with respect to the recognition unit, a storage unit storing a plurality of normal driving postures, which are the driving postures of the driver in a normal driving state, and a plurality of normal driving postures stored in the storage unit And a determination unit that determines that the driver's condition is abnormal when the driving posture does not correspond to any of a 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 the normal driving state is stored in the storage unit as the normal driving posture. 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. As described above, it is possible to determine based on the normal driving posture related to the normal driving state of the driver instead of using only the predetermined threshold as the reference of determination, and therefore it is not influenced by the driver's body shape etc. It becomes possible to determine the driver's abnormality. Further, since the detection unit includes the distance sensor, for example, even when the interior of the vehicle is dark, it is possible to accurately detect the driving posture of the driver. Therefore, according to one aspect of the present invention, it is possible to accurately determine whether 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 condition 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 a normal driving posture, when it is determined that the driver's condition is not abnormal. According to this configuration, it is possible to make the storage unit learn the normal driving posture along 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 size of the coordinates of the other skeletal portion with respect to the coordinates of one skeletal portion in each item consisting of a combination of two of the plurality of skeletal portions. The relative position information on the relationship may be included as a relative position relationship. According to this configuration, it is possible to reduce the data volume related to the driving posture and to 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, for each of the plurality of normal driving postures stored in the storage unit, the similarity similar to the driving posture recognized by the recognition unit. When the maximum value of the similarity in the normal driving posture is equal to or less than a preset threshold value, it may be determined that the driver's condition is abnormal. According to this configuration, matching of the driving posture with respect to the plurality of stored normal driving postures can be suitably realized.

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。   The driver condition determination device according to one aspect of the present invention includes a learning unit that stores the driving posture of the driver recognized by the recognition unit as a normal driving posture, except when determining by the 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 times other than the determination 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 capable of accurately determining whether the state of the driver 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 showing composition of a driver state judging device concerning one embodiment. 複数の骨格部位を説明する図である。It is a figure explaining a plurality of skeletal parts. 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 flow chart for explaining the processing of the determination mode performed in the driver state determination ECU. FIG. 4B is a flow chart for explaining the processing of the learning mode 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 registered dictionary with respect to the threshold value. FIG. 5B is a graph showing the false alarm rate and the recall rate with respect to the 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 the false alarm rate and the recall rate with respect to the number of cycles for creating a dictionary. 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 positive rate by 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。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following description, the same or corresponding elements are 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 showing a configuration of a driver state determination device 100 according to an embodiment. FIG. 2 is a diagram for explaining a plurality of skeletal parts 2 of the driver 1. As shown in FIG. 1, the driver state determination device 100 is a device that determines whether or not the state of the driver 1 riding in a vehicle such as a car is abnormal. The vehicle is not particularly limited, and may be, for example, any of commercial vehicles such as trucks and buses, ordinary passenger cars, large vehicles, medium vehicles, small vehicles, and light vehicles.

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 driver state determination device 100 includes an RGB-D sensor (detection unit) 10, a driver state determination ECU 20, and an output unit 30. The RGB-D sensor 10 is a sensor that acquires both a color image and depth information. The RGB-D sensor 10 is configured to include 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 the window on the passenger seat side of the vehicle and the windshield. The RGB-D sensor 10 is capable of shooting in a direction from above the driver 1 toward the driver 1 side. Note that other distance sensors 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 FIG. 1 and FIG. 2, the RGB-D sensor 10 acquires a color image and depth information of the upper body of the driver 1, and based on the acquired color image and depth information, a plurality of skeleton parts 2 in the driver 1 Three-dimensional coordinates (X-axis coordinate, Y-axis coordinate and Z-axis coordinate) are acquired. The RGB-D sensor 10 outputs information on the three-dimensional coordinates to the driver state determination ECU 20 as sensor information. As the RGB-D sensor 10, for example, the obtainable range of depth is 0.5 to 8.0 [m], the detectable range of the driver 1 is 0.5 to 4.5 [m], and the skeletal portion One having a detectable number of 2 of 20 or 25 [locations / person] is used. The method for acquiring the three-dimensional coordinates of the plurality of skeletal parts 2 is not particularly limited, and a known method can be adopted.

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。   Skeletal site 2 is a structural site constituted by one or more bones and cartilage. The backbone site 2 is a site having one or more grouped functions and / or structures on the backbone. Skeletal site 2 is also referred to as a skeletal point. The skeletal part 2 of the present embodiment is a skeletal part of the upper body of the driver 1 and includes, for example, “head”, “left shoulder”, “left elbow”, “left arm”, “left hand”, “right shoulder”, The “right elbow”, the “right arm”, the “right hand”, the “spinal cord”, the “spine center”, the “hip” and the like can be mentioned. 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 driver state determination ECU 20 is an electronic control unit having a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), and the like. The driver state determination ECU 20 loads a program stored in the ROM into the RAM and executes the program by the CPU to execute various controls. The driver state determination ECU 20 may be configured of a plurality of electronic control units. The driver state determination ECU 20 includes a recognition unit 21, a storage unit 22, a determination unit 23, and a learning 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。   The recognition unit 21 recognizes, based on sensor information of the RGB-D sensor 10, a driving posture including relative three-dimensional positional relationships among the plurality of skeletal parts 2 of the driver 1. Specifically, first, a plurality of items consisting of two combinations of a plurality of skeletal parts 2 are extracted. For each of the plurality of extracted items, the magnitude relationship of the three-dimensional coordinates of the other skeletal part 2 with the coordinates of one skeletal part 2 is calculated. For example, the magnitude relationship is bit-patterned according to whether the coordinate of the other skeletal part 2 is larger, smaller or equal to the coordinate of one skeletal part 2 in each of the X axis, Y axis and Z axis. Be expressed. Then, the magnitude relationship is referred to as relative position information (also referred to as relative check point). 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 view showing an example of the driving posture recognized by the recognition unit 21. As shown in FIG. In the example shown in FIG. 3, the driving posture has, for example, the combination (item) of 66 skeletal parts 2 where the number of skeletal parts 2 is twelve. Each item has relative position information on the relative magnitude of the three-dimensional coordinates of the other skeletal part 2 with respect to one skeletal part 2 in the XYZ coordinate system. As illustrated, 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 ">" which is larger than the Z-axis coordinate of the left shoulder. That is, one driving posture is described as a vector formed by comparing the relative magnitude relationship of coordinates with respect to combinations of a plurality of skeletal parts 2 in 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, the storage unit 22 stores and accumulates a plurality of normal driving postures. The normal driving posture is the driving posture of the driver 1 in the normal driving state. As described later, the storage unit 22 recognizes the driving posture when the determination unit 23 determines that the state of the driver 1 is normal and / or the learning unit 24 recognizes normal driving (during normal driving), as described later. The driving posture is stored as a normal driving posture. The plurality of normal driving postures stored in the storage unit 22 constructs a “dictionary”, that is, an aggregate that acquires a large number of normal driving postures. The plurality of normal driving postures stored in the storage 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 the storage unit 22 will be simply referred to as “dictionary”.

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。   The determination unit 23 determines the next determination mode (detection mode) based on the plurality of normal driving postures stored in the storage unit 22 and the current driving posture recognized by the recognition unit 21 (hereinafter referred to as “current driving posture”). (Also referred to as That is, the determination unit 23 performs matching of the current driving posture with respect to a plurality of normal driving postures, and determines that the state of the driver 1 is abnormal when the current driving posture does not correspond to any of the plurality of normal driving postures. 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, the determination unit 23 calculates, for each of the plurality of normal driving postures stored in the storage unit 22, a similarity degree similar to the current driving posture recognized by the recognition unit 21. If the maximum value among the similarities of the plurality of normal driving postures is equal to or less than the threshold value, it is determined that the driver's condition is abnormal. The threshold is a value set and stored in advance in order to appropriately determine whether the driver's condition is abnormal. The threshold can be determined based on experiments, past results and experiences, and simulations. The threshold 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, for one normal driving posture, the determination unit 23 first collates the relative position information of the plurality of items with the relative position information of the plurality of items included in the current driving posture, and matches each other. The number of relative position information is calculated as the degree of similarity. At this time, it is assumed that the relative position information matches when all of the relative magnitudes of the X-axis coordinate, the magnitudes of the Y-axis coordinate, and the magnitudes of the Z-axis coordinate included in the relative position information are the same. Subsequently, such calculation of the degree of similarity is performed for all of the plurality of normal driving postures. Then, when the maximum value among the similarities of the plurality of normal driving postures is equal to or less than the threshold, it is determined that the plurality of normal driving postures do not correspond to the current driving posture, and the driver 1 is determined to be abnormal. On the other hand, if the maximum value among the similarities of the plurality of normal driving postures is larger than the threshold, it is determined that the normal driving posture having the maximum similarity is the current driving posture, and the driver 1's state is normal. Determine 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 the determination unit 23 determines that the state of the driver 1 is not abnormal, the determination unit 23 stores the current driving posture recognized by the recognition unit 21 in the storage unit 22 as a normal driving posture. Thus, the plurality of normal driving postures stored in the storage 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。   The learning unit 24 executes a learning mode (also referred to as a dictionary registration mode or a dictionary reinforcement mode) in which the current driving posture recognized by the recognition unit 21 is learned as a normal driving posture, except at the time of determination by the determination unit 23. Specifically, the learning unit 24 stores and stores the current driving posture of the driver 1 recognized by the recognition unit 21 in the storage unit 22 as a normal driving posture, for example, during normal driving other than the mode determination execution time.

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。   The output unit 30 notifies the driver 1 of information according to the determination result by the determination unit 23. The output unit 30 has, for example, at least one of a display for displaying image information and a speaker for audio output. When the determination unit 23 determines that the driver's condition is abnormal, the output unit 30 displays, for example, a warning display on the display panel and / or outputs a warning voice such as a warning message from the speaker. On the other hand, when the determination unit 23 determines that the driver's condition is normal, the output unit 30 displays, for example, that the current driving posture corresponds to the normal driving posture on the display panel, and / or the current The speaker outputs a sound indicating that the driving posture corresponds to the normal driving posture.

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 driver state determination device 100 may be applied to a driving assistance device (not shown), and the traveling of the vehicle may be automatically controlled based on the determination result of the determination unit 23. For example, when the determination unit 23 determines that the state of the driver 1 is abnormal, the vehicle control ECU (not shown) may control the steering actuator and the brake actuator to move the vehicle to the road shoulder and stop. The driver state determination device 100 can be adopted as various driving support devices, driving support devices, driving 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 the determination unit 23 and the execution of the learning mode by the learning unit 24 may be switchable as desired according to the operation of the mode switching unit (not shown) by the driver 1, for example. . In the present embodiment, acquisition of three-dimensional coordinates of the skeletal part 2, conversion to a representation (driving posture) to be a relative positional relationship, and matching with a dictionary are performed with the number of processed frames per second as 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 processing of the driver state 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 flow chart for explaining the processing of the determination mode executed by the driver state determination ECU 20. As shown in FIG. 4A, the driver state determination ECU 20 repeatedly executes the following processing relating to the determination mode in 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). The recognition unit 21 recognizes the current driving posture of the driver 1 based on the sensor information of the RGB-D sensor 10 (S2). The determination unit 23 matches the current driving posture with respect to a plurality of normal driving postures. That is, the similarity of the current driving posture is calculated for each of the 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, the determination unit 23 determines whether the calculated maximum value of the degree of similarity is larger than a threshold (S4). In the case of Yes in the above-mentioned S4, the determination unit 23 determines that the state of the driver 1 is normal, and stores the current driving posture as the normal driving posture in the storage unit 22 (S5 and S6). Thereafter, the output unit 30 outputs that the current driving posture corresponds to the normal driving posture, and shifts to 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, when the above-mentioned S3 is No, the judging section 23 judges that the state of the driver 1 is abnormal (S7). Thereafter, the output unit 30 outputs a warning voice and / or a warning display, and shifts to processing of the next cycle. Alternatively or additionally, the traveling of the vehicle is automatically controlled by the vehicle control ECU, for example, the vehicle is brought close to the road shoulder and stopped.

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 flow chart for explaining the processing of the learning mode executed by the driver state determination ECU 20. As shown in FIG. 4B, the driver state determination ECU 20 repeatedly executes the following processing relating to the determination mode at a predetermined cycle, for example, during normal operation other than the time of 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). The recognition unit 21 recognizes the current driving posture of the driver 1 based on the sensor information of the RGB-D sensor 10 (S12). The learning unit 24 stores the current driving posture as the normal driving posture in the storage unit 22 (S13). Thereafter, the process proceeds to the next cycle of processing.

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 driver state determination device 100, the driving posture of the driver 1 in the normal driving state is stored in the storage unit 22 as a normal driving posture (that is, as a dictionary). When the current driving posture not corresponding to the normal driving posture is recognized by the recognition unit 21, it is determined that the state of the driver 1 is abnormal. As described above, it is possible to determine based on the normal driving posture related to the normal driving state of the driver 1 instead of using only the predetermined threshold as the reference of determination, so Instead of this (robust to the physique of the driver 1), it is possible to determine an abnormality of the driver 1. Further, since the RGB-D sensor 10 including the infrared sensor is provided as the detection unit, the driving posture of the driver 1 can be detected with high accuracy even when the interior of the vehicle is dark, for example. Therefore, according to the driver state determination device 100, it can be accurately determined whether the state of the driver 1 is abnormal. Also, for example, even when the driver 1 switches driving to another driver 1, it is possible to create a dictionary for each driver 1 or share a dictionary to make a determination, and versatility It can be enhanced.

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 driver state determination device 100, when it is determined that the state of the driver 1 is not abnormal, the determination unit 23 stores the current driving posture recognized by the recognition unit 21 in the storage unit 22 as a normal driving posture. According to this configuration, it becomes possible to make the storage unit 22 learn the normal driving posture along with the determination by the determination unit 23. As a result, it is possible to improve the determination accuracy (suppress the 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 driver state determination device 100, the driving posture is relative to the coordinate of one skeleton part 2 with respect to the coordinate of one skeleton part 2 with respect to the coordinate of one skeleton part 2 in each item consisting of two combinations of a plurality of skeleton parts 2. It consists of position information. According to this configuration, it is possible to reduce the data volume related to the driving posture and to 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). Abnormality of the driver 1 can be determined with a small number of calculations. When the moving image information of the driver 1 is stored in the storage unit 22, a capacity of megabyte order or gigabyte order is required for the storage unit 22. Can be stored in the storage 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 the three-dimensional relative positional relationship among the plurality of skeletal parts 2, the posture of the driver 1 can be expressed simply and flexibly. Such relative position information can robustly describe subtle movements and postures such as tilt and twist of the body of the driver 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 driver state determination device 100, the determination unit 23 calculates, for each of the plurality of normal driving postures stored in the storage unit 22, a similarity similar to the driving posture recognized by the recognition unit 21. And when the maximum value of the degree of similarity in a plurality of normal driving postures is below a threshold, it judges with a state of driver 1 being abnormal. According to this configuration, matching of the driving posture 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 driver state determination device 100 includes a learning unit 24 that executes a learning mode. In the learning mode, the driving posture of the driver 1 recognized by the recognition unit 21 is stored in the storage unit 22 during normal driving other than the determination mode execution time, for example. Thus, for example, the storage unit 22 can learn the driving posture of the driver 1 during normal driving as the normal driving posture. By repeatedly learning the normal driving posture and strengthening the dictionary, the number of normal driving postures stored in the storage 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 driver state determination device 100 is clear driver information as compared to the driver's 1's habit or exhalation, etc., and is clear driver information even compared to the driver 1's moving image information is there. The driving posture recognized by the driver state determination device 100 is robust to the wearing of the sunglasses of the driver 1, the sunshine, and the like.

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 driver state determination device 100 adopts a white list format that determines that the state of the driver 1 is abnormal when the current driving attitude does not correspond to the normal driving attitude. In the white list format, although there is a possibility that the information stored in the storage unit 22 may be increased, the unsearched information is searched. Therefore, if the recognition of the current driving posture is accurate, the judgment is missed. 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。   In the driver state determination device 100, by making the threshold value large, it can be suppressed that the state of the driver 1 is erroneously determined to be abnormal. However, the threshold may be about 90% of the maximum value of the 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。   In the driver state determination device 100, the traveling of the vehicle can be controlled based on the determination as to whether or not the state of the driver 1 is abnormal. For example, by determining that the state of the driver 1 is abnormal, it is possible to grasp the occurrence of mental loss or improper operation due to poor health of the driver 1 and perform driving support that contributes to traveling safety. The driver state determination device 100 has a high degree of certainty as a trigger such as a safe stop.

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 driver state determination device 100, a plurality of drivers 1 may share a dictionary, that is, a plurality of normal driving postures stored in the storage unit 22. Even with a dictionary that learns the posture and motion of another person different from the driver 1, it is possible to determine the abnormality of the driver 1 with sufficient accuracy.

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。   The driver state determination device 100 according to the present embodiment recognizes a gesture that is a driving posture at the time of a specific operation based on the current driving posture of the driver 1 and controls the operation of the in-vehicle device based on the recognized gesture. May be Specifically, a gesture is stored in the storage unit 22 for each specific operation. The gestures to be stored include, for example, a gesture at the time of air conditioner operation, a gesture at the time of operation of a car navigation system, a gesture at the time of audio operation, and the like. Subsequently, for each of the plurality of gestures stored in the storage unit 22, the similarity with the current driving posture recognized by the recognition unit 21 is calculated. A gesture whose similarity is greater than a threshold and has a maximum value is recognized as the current gesture. And operation control of in-vehicle apparatus corresponding to the recognized present gesture is performed. In this way, driving assistance can be performed according to the current gesture. In addition, the operation to be performed by the driver 1 can be recognized with higher accuracy than 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 driver state determination device 100 will be described more specifically based on the measurement results.

(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 changing threshold)
In this evaluation test, the reproduction rate and the false detection rate when the threshold value is changed in the driver state determination device 100 are investigated. The subjects were 5 males. The subject operates the vehicle in the learning mode (dictionary reinforcement mode) while performing six normal motions: straight motion, left turn motion, right turn motion, car navigation operation, air conditioner operation The motion and the free motion were performed in order. This was defined as one cycle of dictionary creation cycle, and the dictionary creation cycle was repeated five cycles to create a dictionary. Thereafter, the mode was switched to the determination mode (detection mode), and the above six operations in the 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 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, while driving the vehicle in the judgment mode, the test subject performs four incorrect operations that are not performed during normal operation, that is, operations that tilt the body forward, to the left, and to the right of the vehicle, and the waist falls from the seat I did something like Then, it was confirmed whether the subject's condition was determined to be abnormal. As the following formula, the number of false positives for all acquired frames was taken as false positive rate.
False detection rate = false detection number / total number of frames Further, as shown in the following equation, the number of recognition for the number of incorrect operations (the number of correctly determined as abnormal at the time of incorrect operations) was taken as the recall ratio.
Reproduction rate = recognition number / incorrect operation number

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 registered dictionary with respect to the threshold value. The dictionary registration number is the number (the number of data) of the plurality of normal driving postures stored in the storage 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 the false alarm rate and the recall rate with respect to the threshold value. In the figure, the false alarm rate and the recall rate indicate the average value of a plurality of subjects. In the figure, each of the action A, the action B and the action C is an action of inclining the body forward, left and right of the vehicle, and the action D is an action such that the waist falls from the seat. The same applies to the following false detection rates, recall rates and operations A to D. As shown in FIG. 5B, as the threshold value is increased, the recall rate is increased and the false alarm rate is also slightly increased. When the threshold value is "33", the false alarm rate is 4% or less, and the recall rate can be increased while maintaining a low false alarm 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。
(Evaluation test of dictionary reinforcement)
In this evaluation test, the driver state determination device 100 increases the number of dictionary reinforcement attempts to increase the amount of data in the dictionary, and investigates the influence of the recall rate, false detection rate, and number of dictionary registrations. The subjects were 3 males. The threshold was set to “33” based on the results of the above evaluation test.

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 cycles for creating a dictionary 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 cycles for creating a dictionary is increased, the rate of increase in the number of registered dictionary is lower. Thus, it is considered that the increase in the number of dictionary registrations converges as the number of cycles for creating a dictionary is increased.

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 the false alarm rate and the recall rate with respect to the number of cycles for creating a dictionary. As shown in FIG. 6B, as the number of dictionary creation cycles is increased, the number of dictionary registrations increases, which indicates that the false detection rate decreases. When the number of dictionary cycles is "5", the false alarm rate is less than 2%. 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 rate 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。
(An evaluation test with another person's dictionary)
In this evaluation test, the driver state determination device 100 investigates the false detection rate and the recall rate when using another person's dictionary. The subjects were 4 males. A dictionary of one subject was prepared in the same manner as the above evaluation test. Another three subjects repeated the above operations A to D three times as four incorrect 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 positive rate by another person's dictionary. As shown in FIG. 7A, in the operation A, the operation B, and the operation C, it can be seen that the recall ratio 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 driver state determination device 100 is used to evaluate whether the in-vehicle apparatus can be operated (operation control) by a gesture. The subject placed the right hand on the steering wheel while performing the learning mode, and performed a specific action in which the left hand was projected upward, forward, and front obliquely upward. Thereby, the gesture regarding the said specific operation | movement was memorize | stored in the memory | storage part 22, and the dictionary was created. After that, the subject performed the particular operation under the execution of the determination mode, and confirmed whether the particular operation was correctly recognized as a gesture. The rate at which the gesture could be correctly recognized was determined as the gesture recognition rate. The subjects were 3 males. The threshold was set to “33” based on the results 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, "upper" is a gesture according to the above specific operation in which the left hand is projected upward, "front" is a gesture according to the above specific operation in which the left hand is projected forward, "diagonal" is projecting the left left diagonally upward It is a gesture concerning the above-mentioned specific operation. As shown in FIG. 7 (B), it can be seen that all gestures can be correctly recognized. Therefore, by allocating the gesture performed in the evaluation test this time to the operation gesture of the air conditioner, the car navigation system, or the like, it is possible to perform the 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, but the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications may be made without departing from the scope of the invention as set forth in the claims. 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, although the RGB-D sensor 10 is used as a detection part in the said embodiment, you may use the other sensor containing a distance sensor. The point is that it is only necessary to be able to recognize the driving posture including the relative positional relationship between the plurality of skeletal parts 2 of the driver 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 OF SYMBOLS 1 driver | operator 2 frame | skeleton 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)

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 that recognizes a driving posture including a relative positional relationship of a plurality of skeletal parts of 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;
The matching of the driving posture recognized by the recognition unit is performed on the plurality of normal driving postures stored in the storage unit, and 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 a 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。   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 it is not determined that the state of the driver is 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。   In the driving posture, relative position information on the relative magnitude of the coordinate of the other skeletal part with respect to the coordinate of one skeletal part with respect to the coordinate of one skeletal part in each item consisting of a combination of two of the plurality of skeletal parts; The driver state determination device according to claim 1 or 2, which is included as a relation. 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 is
The similarity degree similar to the driving posture recognized by the recognition unit is calculated for each of the plurality of normal driving postures stored in the storage unit,
The driving according to any one of claims 1 to 3, wherein when the maximum value of the similarity in a plurality of the normal driving postures is equal to or less than a preset threshold value, it is determined that the state of the driver is abnormal. Person status 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。   The learning unit according to any one of claims 1 to 4, further comprising: a learning unit that stores the driving posture of the driver recognized by the recognition unit in the storage unit as the normal driving posture, except at the time of determination by the determination unit. The driver state determination device according to item 5.
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