車載装置の受付制御装置および受付制御方法
【課題】車載装置の入力制御において、簡易な構成で、安全性と利便性とを両立可能な技術を提供することを目的とする。
【解決手段】距離画像を用いて、操作の有無、操作者の識別、適格性の判別を連続的に行う。そして、車両の走行状態、操作者および適格性に応じて、予め定められたルールに従って、操作受付を制限する。なお、適格性の判別に、距離画像と同時に取得した電荷から算出した変調光画像をさらに用い、精度を高めるよう構成してもよい。
【解決手段】距離画像を用いて、操作の有無、操作者の識別、適格性の判別を連続的に行う。そして、車両の走行状態、操作者および適格性に応じて、予め定められたルールに従って、操作受付を制限する。なお、適格性の判別に、距離画像と同時に取得した電荷から算出した変調光画像をさらに用い、精度を高めるよう構成してもよい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車載装置の制御技術に関する。特に、カーナビゲーション装置等、車両の走行状態および操作者に応じて操作に制約のある装置の制御技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両に搭載されるオーディオ装置、カーナビゲーション装置等は、その多機能化に伴い、複雑な操作が要求されるようになっている。操作を行う際は、画面を注視しなければならないため、安全性を考慮して、走行中の操作は制限される。このような操作の制限は、車速センサ、ブレーキセンサなどの信号を利用して行われるため、操作者によらず、制限を受ける。安全性の観点からの制限であれば、運転者以外の操作を制限する必要はなく、その分、利便性が損なわれる。
【０００３】
利便性の観点から不要な制限を減らすため、ナビゲーション装置に位置検出センサを設け、操作者の着座方向を検出し、助手席側からの操作は受け入れるよう制御するものがある（例えば、特許文献１参照。）。また、タイマーで時間的に機能を制限するものがある（例えば、特許文献２参照。）。また、シート毎に付与された識別信号で判別するものがある（例えば、特許文献３参照。）。
【０００４】
一方、安全性の観点からは、運転者以外であっても、子供などによる操作は制限を設けたほうがよい。これは、走行中、停止中といった車両の走行状態は問わない。乗員の体格等を識別するものとして、車内を撮影し、２次元画像と距離画像とを得、これらの画像により識別するものがある（例えば、特許文献４参照、特許文献５参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平０７−３０６０５５号公報
【特許文献２】特開２００５−４３０６４号公報
【特許文献３】特開平０７−１０３７７８号公報
【特許文献４】特開平０２−２２４１８５号公報
【特許文献５】特開２００７−１９８９２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に開示されている技術では、操作指示を受けた方向のみで操作者を判断するため、運転者が助手席側に腕を回して操作を行った場合は受け付けてしまう。また、センサの近傍に物体がある場合は操作者が正しく検出できない。特許文献２に開示されている技術では、制限時間外であれば、誰でも操作ができる。特許文献３に開示の技術では、シート毎に識別信号を印加する手段を設けなければならず、システムが大掛かりとなる。特許文献４および特許文献５に開示の技術では、通常画像と距離画像とを独立して取得するため、これらを対応づける構成が必要となる。そして、大掛かりな処理が必要となるにも関わらず、精度が高くない。さらに、判別した乗員と車載装置の操作者とを結びつけることができない。
【０００７】
いずれにしても、各種の問題があり、車両の走行状態に応じて、不適格な者からの操作を受け付けず、かつ、適格な者からの操作は受け付けるといった制御の確実性が低く、安全性と利便性とを両立できない。
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、車載装置の入力制御において、簡易な構成で、安全性と利便性とを両立可能な技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、距離画像を用いて、操作の有無、操作者の識別、適格性の判別を連続的に行う。そして、車両の走行状態および操作者に応じて、予め定められたルールに従って、操作受付を制限する。また、適格性の判別に、距離画像と同時に取得した電荷から算出した変調光画像をさらに用いてもよい。
【００１０】
具体的には、操作者からの操作に応じて処理を行う車載装置の操作の受け付けを制御する受付制御装置であって、当該車載機器が搭載される車両が走行中か否かを判別する走行状態判別手段と、距離画像を取得する画像取得手段と、前記距離画像を用い、操作の有無を判別する操作有無判別手段と、前記距離画像を用い、操作者を判別する操作者判別手段と、前記走行状態判別手段の判別結果と前記操作者判別手段の判別結果とに応じ、操作の受付を制限する制限信号を出力する信号出力手段と、を備え、前記信号出力手段が制限信号を出力した場合、前記操作の受付を制限することを特徴とする受付制御装置を提供する。
【００１１】
また、車載装置に対する操作者からの操作の受け付けを制限する車載装置の受付制御方法であって、距離画像を取得する距離画像取得ステップと、前記距離画像を用いて、操作の有無を判別する操作有無判別ステップと、前記操作有無判別ステップで操作有りと判別された場合、当該距離画像上で操作者を判別する操作者判別ステップと、当該車載装置が搭載される車両が走行中か否かを判別する走行状態判別ステップと、操作者判別ステップの判別結果と走行状態判別ステップの判別結果とに応じて、操作の受け付けを制限する受付制御ステップと、を備えることを特徴とする受付制御方法を提供する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、車載装置の入力制御において、簡易な構成で、安全性と利便性とを両立できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】（ａ）は、第一の実施形態のナビゲーション装置の概略構成図であり、（ｂ）は、受付制御部の機能ブロック図である。
【図２】（ａ）、（ｂ）は、第一の実施形態の距離画像センサおよびナビゲーション装置の設置位置を説明するための説明図である。
【図３】（ａ）、（ｂ）は、第一の実施形態の操作有無判別部による操作有無の判別処理の概要を説明するための説明図である。
【図４】距離画像の画素数から実長を算出する手法を説明するための説明図である。
【図５】第一の実施形態の制限データベースの一例を説明するための説明図である。
【図６】第一の実施系形態の受付制御処理のフローチャートである。
【図７】第一の実施形態の制限データベースの他の例を説明するための説明図である。
【図８】第二の実施形態の受付制御部の機能ブロック図である。
【図９】第二の実施系形態の受付制御処理のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
＜＜第一の実施形態＞＞
以下、本発明を適用する第一の実施形態について説明する。以下、本発明の実施形態を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
【００１５】
本実施形態の車載装置の全体構成について、ナビゲーション装置を例にあげて説明する。図１（ａ）は、本実施形態のナビゲーション装置の概略構成図である。本実施形態のナビゲーション装置１００は、ナビゲーション処理部１１０と、入力装置１２０と、出力装置１３０と、車両状態センサ受信部１４０と、受付制御部１５０と、を備える。
【００１６】
入力装置１２０および出力装置１３０は、操作者とのインタフェースを構成する。入力装置１２０は、操作者からの操作を受け付け、出力装置１３０は、ナビゲーション装置１００による処理結果を操作者に通知する。入力装置１２０は、操作ボタン、スイッチ、タッチパネル等であり、出力装置１３０は、表示装置、音声出力装置等がある。表示装置が入力装置１２０および出力装置１３０を兼ねてもよい。
【００１７】
車両状態センサ受信部１４０では、車両に備えられる、車両の各種状態を検出する各種センサからの信号を受信する。本実施形態では、車両状態センサとして、車両の速度を検出し、速度に応じた車速信号を出力する車速センサを備え、車両状態センサ受信部１４０は、この車速センサから出力される車速信号を受信し、受付制御部１５０に出力する。
【００１８】
ナビゲーション処理部１１０は、入力装置１２０を介して入力される操作者からの指示に従って、予め保持する地図データ等のナビゲーション用データ、車両状態センサ受信部１４０で受信したセンサ信号を用い、ナビゲーション処理を行い、結果を出力装置１３０に出力する。
【００１９】
受付制御部１５０は、操作者および車両の走行状態に応じて、ナビゲーション装置１００への操作の受け付けを制限する。受け付けの制限は、制限信号を出力することにより行う。図１（ｂ）は、本実施形態の受付制御部１５０の機能ブロック図である。本実施形態の受付制御部１５０は、受付制御を実現するため、図１（ｂ）に示すように、走行状態判別部２１０と、画像取得部２２０と、走査有無判別部２３０と、操作者判別部２４０と、適格性判別部２５０と、信号出力部２６０とを備え、各部の動作を制御し、条件に応じて制限信号を出力する。また、制限信号を出力するルールを保持する制限データベース（制限ＤＢ）２７０をさらに備える。
【００２０】
走行状態判別部２１０は、車両状態センサ受信部１４０から受信した車速信号に基づき、ナビゲーション装置１００が搭載されている車両が走行状態であるか、停止状態であるかを判別する。そして、判別結果として、車速が０の場合、停止を意味する停止信号を、それ以外の場合、走行中であることを意味する走行信号を、それぞれ車速情報として出力する。
【００２１】
画像取得部２２０は、距離画像センサ２２１と画像生成部２２２とを備え、車両内の画像を取得する。本実施形態では、画像として距離画像を取得する。
【００２２】
本実施形態の距離画像センサ２２１は、光飛行型距離画像センサで照射した変調光が対象物に反射することによる反射光を含む入射光を、画素毎に設けられた複数の電荷蓄積部に蓄積する。距離画像センサ２２１は、ナビゲーション装置１００の入力装置１２０および車両内の全乗員の画像を取得可能な位置に配置される。例えば、図２に示すように、ルームミラー上に配置される。ここで、図２（ａ）は、距離画像センサ２２１が車両内に配置される位置を説明するためのイメージ図であり、図２（ｂ）は、乗員５００と距離画像センサ２２１との関係を説明するための図である。
【００２３】
画像生成部２２２は、距離画像センサ２２１の電荷蓄積部に蓄積された電荷を所定時間毎に読出し、距離画像を生成する。
【００２４】
ここで、本実施形態の距離画像センサ２２１と画像生成部２２２とによる距離画像生成手法について簡単に説明する。
【００２５】
本実施形態の距離画像センサ２２１は、対象空間に変調光を照射する光源と、光源から照射された変調光の反射光を含む入射光を受光し、電荷に変換する受光部とを備える。受光部は、受光量を電荷量に変換する光電変換素子が、距離画像の画素に対応づけて配列される。各光電変換素子で得られた電荷は、各光電変換素子が備える４つの電荷蓄積部に、変調の１周期を４等分した期間（例えば、０度から９０度の間、９０度から１８０度の間、１８０度から２７０度の間、２７０度から０度の間）毎に振り分けられ、蓄積される。
【００２６】
本実施形態の画像生成部２２２は、所定の時間Δｔ毎に、４つの電荷蓄積部に蓄積された電荷量（順にＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４とする。）を用い、各画素の距離値Ｄを算出する。距離値Ｄは、まず、以下の式（１）に従って、位相差φを算出し、その位相差φを用い、以下の式（２）に従って算出する。
φ＝ｔａｎ−１（（Ｃ１-Ｃ３）/（Ｃ２-Ｃ４）） （１）
Ｄ＝φ/２π×ｃ/２ｆ （２）
ここで、ｃは光の速度、ｆは変調周波数である。以上により、画像取得部２２０は、Δｔ毎に距離画像を取得する。
【００２７】
操作有無判別部２３０は、画像生成部２２２が生成した距離画像に基づき、受付制御部１５０の指示により、操作の有無を判別する。操作有無判別部２３０は、例えば、距離画像が生成される毎に、生成された距離画像上の入力装置１２０から予め定めた距離Ｄ１以内の領域に、予め定めた範囲ｄ１の距離値および予め定めた大きさＳ１以上の面積を有する画素群があるか否かを判別する。画素群がある場合、操作者の手による操作が成されているもの（操作有り）と判別し、画素群を特定する信号を出力する。入力装置１２０の位置は、予め保持する距離画像センサ２２１の配置位置およびナビゲーション装置１００の配置位置のデータから算出して得る。
【００２８】
図３は、距離画像の一例である。ここでは、各画素において距離値が小さいものほど濃い色を付す。操作有無判別部２３０は、距離画像センサ２２１との距離値の差がＤ１以内の、略同距離にある面積Ｓ１以上の画素群３１０がある場合、操作有りと判別する。なお、略同距離か否かは、距離値の差が予め定めた値ｄ１以内に収まるか否かで判別する。面積Ｓ１は、例えば、大人の手の大きさが判別できる程度とする。例えば、図３（ａ）の場合は操作無し、と判別し、図３（ｂ）の場合は、操作有りと判別する。
【００２９】
操作者判別部２４０は、画素群３１０を特定する情報を受信すると、操作の有無を判別した距離画像上で操作者である画素群３２０を特定し、操作者を判別する。ここでは、運転者であるか否かを判別する。そして、判別結果を操作者情報として出力する。
【００３０】
本実施形態では、距離画像上の、画素群３１０に連続する画素であって、略同距離にある予め定めた面積Ｓ２以上の画素群３２０を操作者と特定する。そして、操作者と判別された画素群３２０の距離値Ｄ０およびまたは画像上の領域Ｔ０により、操作者が運転者であるか、その他であるかを判別する。
【００３１】
略同距離であるか否かは、距離値の差が予め定めた値ｄ２以内に収まるか否かで判別する。面積Ｓ２は、例えば、大人の動体の大きさが判別できる程度とする。操作者の判別に用いる距離値Ｄ０は、距離画像センサ２２１と車両内の座席位置との関係から設定または算出される。領域Ｔ０は、距離画像センサ２２１の配置位置により定まる撮影範囲に応じて予め設定される。
【００３２】
例えば、距離画像センサ２２１と運転席または助手席の背もたれまでの距離をＤ０とする。この場合、画素群３２０の距離値がＤ０以上であれば、後部座席の乗員と判別し、Ｄ０より小さければ、操作者は運転者かまたは助手席の乗員と判別する。また、距離画像内で、中央よりハンドルが存在する側の領域をＴ０とする。運転者または助手席の乗員と判別された場合、当該画素群３２０の半分以上が距離画像内の、領域Ｔ０に存在すれば、運転者、逆側の領域に存在すれば助手席の乗員と判別する。以上の手順により、運転者かそれ以外（その他）かを判別する。
【００３３】
図３（ｂ）の例の場合、操作者判別部２４０は、まず、画素群３１０に連続するデータであって、略同距離の面積Ｓ２以上の画素群３２０を操作者と特定する。画素群３２０の距離値はＤ０以内であるため、運転者か助手席の乗員と判別される。次に、その画素群が距離画像上で領域Ｔ０と反対側の領域に存在するため、助手席の乗員と判別される。この判別結果に基づき、操作者判別部２４０は、運転者でないこと（その他）を示す信号を出力する。
【００３４】
適格性判別部２５０は、操作者判別部２４０が特定した操作者が運転者以外（その他）の場合、当該操作者が操作の適格性を有するか否かを判別し、判別結果を操作者情報として出力する。本実施形態では、車載装置の操作に相応しい年齢であるか否かにより適格性を判別する。判別は、操作者の身長（座高）により行う。ここで出力される操作者情報は、その他の適格者、その他の不適格者のいずれかである。
【００３５】
ここで、距離画像を用い、操作者の身長（座高）を特定する手法を説明する。図４は、距離画像上の長さ（画素数）から、実際の長さ（実長）を算出する手法を説明するための図である。距離画像において、対象物の、実長を測りたい方向の長さ（画素数）をｘ、同方向の中間の画素の画素値（距離値）をＤ、距離画像センサ２２１の焦点距離をｆとすると、実長ａは、以下の式（３）で表される。
ａ＝（（Ｄ-ｆ）/ｆ）×ｘ （３）
【００３６】
本実施形態の適格性判別部２５０は、この関係を利用し、操作者判別部２４０が抽出した画素群３２０の、距離画像内での最大長さ方向の画素数をカウントし、式（３）に従って、操作者の座高にあたる実長ａを算出する。そして、座高（実長）ａが予め定められた値以上であれば、操作者として相応しい年齢に達し、適格であると判別し、判別結果を出力する。なお、適格性を判別するルールは任意に設定可能である。
【００３７】
信号出力部２６０は、車速情報および操作者情報に応じ、操作の受付を制限する制限信号を出力する。車速情報および操作者情報に応じた制限信号を出力するか否かの判別は、制限ＤＢ２７０に規定されるルールに従って行われる。
【００３８】
ここで、制限ＤＢ２７０の一例を図５に示す。本図に示すように、制限ＤＢ２７０には、車速情報毎に、操作者情報に対応づけて制限信号を出力するか否かが登録される。本実施形態の信号出力部２６０は、車速情報として、停止および走行のいずれか１つを、操作者情報として、運転者、その他の適格者およびその他の不適格者の３種いずれか１つを受け取り、制限ＤＢ２７０に従って、制限信号を出力するか否かを決定する。例えば、本図に示す例の場合、操作者情報が運転手であり、車速情報が走行中を示すものである場合、および、操作者情報が不適格である場合、制限信号を出力する。
【００３９】
なお、制限ＤＢ２７０は、予め定義され、登録される。どのような条件で制限信号を出力するかは、任意に設定可能である。
【００４０】
次に、本実施形態の受付制御部１５０による受付制御処理の流れについて説明する。図６は、本実施形態の受付制御処理の処理フローである。本実施形態の受付制御部１５０は、例えば、エンジンの始動により受付制御処理を開始する。また、ここでは、画像取得部２２０が距離画像を生成するタイミングで、操作有無判別部２３０は、操作の有無を判別する場合を例にあげて説明する。
【００４１】
受付制御部１５０は、画像取得部２２０に、距離画像の取得を開始させる。そして、距離画像が取得される毎に、すなわち、Δｔ毎に（ステップＳ１１０１）、操作有無判別部２３０に、操作有りと判別するまで、操作の有無の判別を繰り返し行わせる（ステップＳ１１０２）。
【００４２】
受付制御部１５０は、操作有無判別部２３０から操作有りの信号を受け取ると、走行状態判別部２１０に走行状態を判別させ（ステップＳ１１０３）、判別結果を車速情報として信号出力部２６０へ通知する。また、画素群を特定する信号を操作者判別部２４０へ通知する。
【００４３】
そして、受付制御部１５０は、操作者判別部２４０に操作者が運転者であるか否かを判別させる（ステップＳ１１０４）。判別結果が運転者以外（その他）である場合、受付制御部１５０は、画素群を特定する信号を適格性判別部２５０へ通知する。
【００４４】
そして、受付制御部１５０は、適格性判別部２５０に操作者の適格性を判別させる（ステップＳ１１０５）。そして、結果を操作者情報として信号出力部２６０へ通知する。
【００４５】
一方、ステップＳ１１０４で判別結果が運転者であった場合、受付制御部１５０は、その判別結果を操作者情報として信号出力部２６０へ通知する。
【００４６】
受付制御部１５０は、信号出力部２６０が操作者情報および車速情報の両情報を受信すると、信号出力部２６０に制限ＤＢ２７０を参照させ、制限信号出力に該当するか否かを判別させる（ステップＳ１１０６）。該当する場合、受付制御部１５０は、制限信号を出力し（ステップＳ１１０７）、一方、該当しない場合、受付制御部１５０は、何も出力しないで処理を終了する。
【００４７】
以上の処理により、本実施形態の受付制御部１５０は、車両の走行状態、操作者に応じて制限信号を出力し、ナビゲーション装置１００の操作入力の受付を制限する。
【００４８】
以上説明したように、本実施形態によれば、距離画像を用い、操作の有無を判別する。また、操作有りと判別した画素に連続する画素で操作者を判別する。従って、精度良く操作者を判別することができる。すなわち、運転者が助手席側に腕を回して操作を行ったり、センサの近傍に物体があるような場合であっても、操作者を誤認識することがない。さらに、適格性の判別も、操作者を判別した距離画像をそのまま用いて行う。従って、簡易な構成で、操作者の操作適格性も高精度に判別することができる。
【００４９】
また、本実施形態によれば、走行状態を示す情報と合わせて、予め定めたルールに従って操作の制限の有無を決定するため、簡易な構成で、精度良く所望の制限を行うことができる。従って、確実性の高い操作入力制御を簡易な構成で行うことができる。
【００５０】
従って、本実施形態によれば、簡易な構成で、車両の走行状態および操作者に応じて、入力操作の受け付けを精度良く制限することができ、安全性と利便性とを両立できる。
【００５１】
なお、上記実施形態では、運転者以外の同乗者であって、操作の適格性がある者であれば、操作を許可するよう制御しているが、制御はこれに限られない。例えば、後部座席の乗員による操作の場合、その乗員の適格性によらず、走行中は拒否するよう制御してもよい。この場合の制御手法を以下に説明する。
【００５２】
この場合、操作者判別部２４０は、さらに、操作者の座席位置を判別する機能を備える。すなわち、上記受付制御処理において、ステップＳ１１０４で運転者か、助手席の乗員か、後部座席の乗員かを判別する。また、適格性判別後、適不適のみでなく、判別対象乗員の座席位置も出力する。
【００５３】
信号出力部２６０は、操作者情報として、運転者、助手席の適格者、助手席の不適格者、後部座席乗員、の４種を受け取り、制限信号を出力するか否かの決定を行う。この場合の登録される制限ＤＢ２７０の一例を図７に示す。
【００５４】
このように、乗員の座席位置まで判別し、それに応じた制限ＤＢ２７０を設けることにより、より細かい操作受付制御を行うことができる。
【００５５】
なお、受付制御部１５０は、上記全ての機能を備えなくても良い。例えば、操作有無判別部２３０と、操作者判別部２４０とのみを備えるものとし、運転者でないと判別された場合は、走行中の操作を制限しないよう構成してもよい。または、操作者が助手席の乗員と判別された場合のみ、走行中の操作を制限しないよう構成してもよい。
【００５６】
＜＜第二の実施形態＞＞
次に、本発明を適用する第二の実施形態を説明する。本実施形態のナビゲーション装置は基本的に第一の実施形態と同様の構成を有する。第一の実施形態では、操作に適した年齢に達しているか否かの適格性を、身長（座高）により判別している。本実施形態では、適格性判別に変調光画像を用いた顔認識技術をさらに組合せ、その精度を高める。以後、第一の実施形態と異なる構成に主眼をおいて説明する。
【００５７】
本実施形態の受付制御部１５０の構成は、基本的に第一の実施形態と同様である。図８は、本実施形態の受付制御部１５０の機能ブロック図である。本実施形態では、画像生成部２２０Ａおよび適格性判別部２５０Ａが第一の実施形態と異なる。すなわち、本実施形態の画像生成部２２２Ａは、距離画像生成と略同タイミングで変調光画像をさらに生成する。また、本実施形態の適格性判別部２５０Ａは、距離画像を用いた適格性判別に加え、変調光画像を用いた適格性判別も行う。
【００５８】
本実施形態の画像生成部２２２Ａによる変調光画像生成処理について説明する。本実施形態の距離画像センサ２２１は第一の実施形態と同じである。本実施形態では、画像生成部２２２が距離画像を生成するタイミングで、４つの電荷蓄積部に蓄積された電荷量（Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４）を用い、以下の式（４）に従って、各画素の強度値Ｂを計算する。
Ｂ＝（（Ｃ１−Ｃ３）２＋（Ｃ２−Ｃ４）２）１／２）／２ （４）
算出した強度値Ｂを画素値とし、変調光画像を生成する。
【００５９】
このように、本実施形態では、各画素について、同じ蓄積された電荷量（Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４）を用い、距離値Ｄおよび強度値Ｂを算出し、それぞれ、距離画像および変調光画像とする。すなわち、本実施形態では、同タイミングで距離画像と同範囲の変調光画像が得られる。
【００６０】
本実施形態の適格性判別部２５０Ａは、第一の実施形態と同様の手法で距離画像を用いて適格性を判別後、不適格と判別された場合、変調光画像を用いて再度適否を判別する。まず、操作者判別部２４０が抽出した画素群３２０から操作者の座高を算出し、適否を判別する。次に、変調光画像上の、抽出した画素群３２０に対応する画素群に対し、既存の顔認識技術を用い適格性を判別する。例えば、特定した画素群の中から顔にあたる部分を抽出し、第一の実施形態同様、車載装置の操作に相応しい年齢であるか否かを判別することにより、適格性を判別する。
【００６１】
なお、既存の顔認識技術には、顔領域として抽出した画素の中で、目、鼻、口等の各部を抽出し、その配置バランスなどにより判別するもの、骨格を抽出し、その形状により判別するものなどがある。画像を用いた顔認識技術であれば、用いる手法は問わない。
【００６２】
本実施形態の受付制御部１５０による受付制御処理の処理フローを図９に示す。本実施形態の受付制御処理は、基本的に第一の実施形態と同様である。ただし、第一の実施形態のステップＳ１１０１において、受付制御部１５０は、距離画像だけでなく変調光画像も生成させる（ステップＳ１２０１）。また、適格性判別を行うステップＳ１１０５において、距離画像上で適格性を判別した際（ステップＳ１２０２）、不適格と判別された場合、変調光画像上で適格性を判別させる（ステップＳ１２０３）。そして、操作者情報として適格、不適格を出力する。
【００６３】
以上説明したように、本実施形態によれば、適格性を、距離画像だけでなく、変調光画像も用いて判別する。従って、より高い精度で適格性を判別できる。
【００６４】
また、本実施形態の距離画像センサ２２１は、変調の１周期を４等分した期間毎に４つの電荷蓄積部に電荷を蓄積する。そして、画像生成部２２２は、それらを用いて距離値Ｄおよび強度値Ｂを算出し、それぞれ距離画像および変調光画像を生成する。従って、同タイミング、同範囲を撮影対象とした距離画像および変調光画像を得ることができる。このため、距離画像と変調光画像との撮影範囲を対応付ける処理は不要であり、距離画像上で判別に用いた画素と同位置の画素を変調光画像上でそのまま判別に用いることができる。従って、上記高い精度の判別を、簡易な構成で実現できる。
【００６５】
すなわち、本実施形態によれば、第一の実施形態同様、簡易な構成で、車両の走行状態および操作者に応じて、入力操作の受け付けを精度良く制限することができ、安全性と利便性とを両立できる。
【００６６】
なお、上記実施形態では、距離画像取得毎に変調光画像も取得し、距離画像上での判別で不適格と判別された場合、変調光画像で同じ位置の画素群で適格性を判別しているが、これに限られない。
【００６７】
例えば、走行開始時など、特定のタイミングでのみ変調光画像を取得し、既存の顔認識技術を用い、車内の各乗員の適格性を判別し、座席に対応づけて保持するよう構成してもよい。この場合、第一の実施形態の変形例で説明したように、操作者判別部２４０において、操作者の座席位置まで判別し、距離画像で不適格と判別された後、該当する座席に対応づけて保持する適格性データを参照し、最終的な判別結果とする。
【００６８】
なお、上記各実施形態では、制限ＤＢ２７０は、予め設定され、保持するよう構成されているが、ユーザが適宜入力設定可能なよう構成してもよい。この場合、受付制御部１５０は、制限ＤＢ２７０の入力受付インタフェースを備え、このインタフェースを介して登録を受け付ける。このように構成することにより、制限ＤＢ２７０の登録内容を変更するだけで、所望の制御を容易に実現することができる。
【００６９】
また、上記各実施形態では、受付制御部１５０は、ナビゲーション装置１００が備えるものとして説明したが、これに限られない。受付制御部１５０は、ナビゲーション装置１００とは独立して設けられていてもよい。
【００７０】
また、距離画像センサ２２１は、本実施形態の受付制御部１５０とは独立して設けられていてもよい。この場合、受付制御部１５０は、距離画像センサ２２１からの信号を受信する距離画像センサ信号受信部を備え、ここで受信した電荷量を用い、画像を生成する。
【００７１】
また、上記各実施形態では、受付制御部１５０はエンジン始動後継続的に上記受付制御処理を行っているが、これに限られない。例えば、予め定めた時間間隔で行うよう構成してもよい。また、操作有無判別部２３０による操作の有無の判別処理も、上記各実施形態では、画像が取得されるタイミングで行っているが、これに限られない。予め定めた時間間隔で、その時点で最新の画像を用いて行うよう構成してもよい。さらに、操作有りと判別される前後で判別処理を行う時間間隔を変更するよう構成してもよい。
【００７２】
また、車両の走行状態を、車速信号により判別しているが、これに限られない。他の情報、例えば、パーキングブレーキの状態を示す信号により判別するよう構成してもよい。すなわち、パーキングブレーキがかかっている状態を停止状態とし、それ以外を走行中と判別する。
【００７３】
また、上記各実施形態では、車速情報および操作者情報により、制限信号を出力し、操作の受け付けを制限するよう構成しているが、これに限られない。通常、操作の受け付けを制限するよう構成し、所定の車速情報および操作者情報の組合せの場合のみ、許可するよう構成してもよい。
【００７４】
上記各実施形態において、受付制御部１５０の、距離画像センサ２２１を除く各機能は、ＣＰＵとメモリと記憶装置を備える情報処理装置上で、ＣＰＵが記憶装置に記憶されるプログラムをメモリにロードして実行することにより実現される。また、専用のハードウェアにより構成されてもよい。また、制限データベース２７０は、記憶装置上に構築される。
【符号の説明】
【００７５】
１００：ナビゲーション装置、１１０：ナビゲーション処理部、１２０：入力装置、１３０：出力装置、１４０：車両状態センサ受信部、１５０：受付制御部、２１０：走行状態判別部、２２０：画像取得部、２２１：距離画像センサ、２２２：画像生成部、２３０：走査有無判別部、２４０：操作者判別部、２５０：適格性判別部、２６０：信号出力部、２７０：制限ＤＢ、３１０：画素群、３２０：画素群、５００：乗員
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車載装置の制御技術に関する。特に、カーナビゲーション装置等、車両の走行状態および操作者に応じて操作に制約のある装置の制御技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両に搭載されるオーディオ装置、カーナビゲーション装置等は、その多機能化に伴い、複雑な操作が要求されるようになっている。操作を行う際は、画面を注視しなければならないため、安全性を考慮して、走行中の操作は制限される。このような操作の制限は、車速センサ、ブレーキセンサなどの信号を利用して行われるため、操作者によらず、制限を受ける。安全性の観点からの制限であれば、運転者以外の操作を制限する必要はなく、その分、利便性が損なわれる。
【０００３】
利便性の観点から不要な制限を減らすため、ナビゲーション装置に位置検出センサを設け、操作者の着座方向を検出し、助手席側からの操作は受け入れるよう制御するものがある（例えば、特許文献１参照。）。また、タイマーで時間的に機能を制限するものがある（例えば、特許文献２参照。）。また、シート毎に付与された識別信号で判別するものがある（例えば、特許文献３参照。）。
【０００４】
一方、安全性の観点からは、運転者以外であっても、子供などによる操作は制限を設けたほうがよい。これは、走行中、停止中といった車両の走行状態は問わない。乗員の体格等を識別するものとして、車内を撮影し、２次元画像と距離画像とを得、これらの画像により識別するものがある（例えば、特許文献４参照、特許文献５参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平０７−３０６０５５号公報
【特許文献２】特開２００５−４３０６４号公報
【特許文献３】特開平０７−１０３７７８号公報
【特許文献４】特開平０２−２２４１８５号公報
【特許文献５】特開２００７−１９８９２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に開示されている技術では、操作指示を受けた方向のみで操作者を判断するため、運転者が助手席側に腕を回して操作を行った場合は受け付けてしまう。また、センサの近傍に物体がある場合は操作者が正しく検出できない。特許文献２に開示されている技術では、制限時間外であれば、誰でも操作ができる。特許文献３に開示の技術では、シート毎に識別信号を印加する手段を設けなければならず、システムが大掛かりとなる。特許文献４および特許文献５に開示の技術では、通常画像と距離画像とを独立して取得するため、これらを対応づける構成が必要となる。そして、大掛かりな処理が必要となるにも関わらず、精度が高くない。さらに、判別した乗員と車載装置の操作者とを結びつけることができない。
【０００７】
いずれにしても、各種の問題があり、車両の走行状態に応じて、不適格な者からの操作を受け付けず、かつ、適格な者からの操作は受け付けるといった制御の確実性が低く、安全性と利便性とを両立できない。
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、車載装置の入力制御において、簡易な構成で、安全性と利便性とを両立可能な技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、距離画像を用いて、操作の有無、操作者の識別、適格性の判別を連続的に行う。そして、車両の走行状態および操作者に応じて、予め定められたルールに従って、操作受付を制限する。また、適格性の判別に、距離画像と同時に取得した電荷から算出した変調光画像をさらに用いてもよい。
【００１０】
具体的には、操作者からの操作に応じて処理を行う車載装置の操作の受け付けを制御する受付制御装置であって、当該車載機器が搭載される車両が走行中か否かを判別する走行状態判別手段と、距離画像を取得する画像取得手段と、前記距離画像を用い、操作の有無を判別する操作有無判別手段と、前記距離画像を用い、操作者を判別する操作者判別手段と、前記走行状態判別手段の判別結果と前記操作者判別手段の判別結果とに応じ、操作の受付を制限する制限信号を出力する信号出力手段と、を備え、前記信号出力手段が制限信号を出力した場合、前記操作の受付を制限することを特徴とする受付制御装置を提供する。
【００１１】
また、車載装置に対する操作者からの操作の受け付けを制限する車載装置の受付制御方法であって、距離画像を取得する距離画像取得ステップと、前記距離画像を用いて、操作の有無を判別する操作有無判別ステップと、前記操作有無判別ステップで操作有りと判別された場合、当該距離画像上で操作者を判別する操作者判別ステップと、当該車載装置が搭載される車両が走行中か否かを判別する走行状態判別ステップと、操作者判別ステップの判別結果と走行状態判別ステップの判別結果とに応じて、操作の受け付けを制限する受付制御ステップと、を備えることを特徴とする受付制御方法を提供する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、車載装置の入力制御において、簡易な構成で、安全性と利便性とを両立できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】（ａ）は、第一の実施形態のナビゲーション装置の概略構成図であり、（ｂ）は、受付制御部の機能ブロック図である。
【図２】（ａ）、（ｂ）は、第一の実施形態の距離画像センサおよびナビゲーション装置の設置位置を説明するための説明図である。
【図３】（ａ）、（ｂ）は、第一の実施形態の操作有無判別部による操作有無の判別処理の概要を説明するための説明図である。
【図４】距離画像の画素数から実長を算出する手法を説明するための説明図である。
【図５】第一の実施形態の制限データベースの一例を説明するための説明図である。
【図６】第一の実施系形態の受付制御処理のフローチャートである。
【図７】第一の実施形態の制限データベースの他の例を説明するための説明図である。
【図８】第二の実施形態の受付制御部の機能ブロック図である。
【図９】第二の実施系形態の受付制御処理のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
＜＜第一の実施形態＞＞
以下、本発明を適用する第一の実施形態について説明する。以下、本発明の実施形態を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
【００１５】
本実施形態の車載装置の全体構成について、ナビゲーション装置を例にあげて説明する。図１（ａ）は、本実施形態のナビゲーション装置の概略構成図である。本実施形態のナビゲーション装置１００は、ナビゲーション処理部１１０と、入力装置１２０と、出力装置１３０と、車両状態センサ受信部１４０と、受付制御部１５０と、を備える。
【００１６】
入力装置１２０および出力装置１３０は、操作者とのインタフェースを構成する。入力装置１２０は、操作者からの操作を受け付け、出力装置１３０は、ナビゲーション装置１００による処理結果を操作者に通知する。入力装置１２０は、操作ボタン、スイッチ、タッチパネル等であり、出力装置１３０は、表示装置、音声出力装置等がある。表示装置が入力装置１２０および出力装置１３０を兼ねてもよい。
【００１７】
車両状態センサ受信部１４０では、車両に備えられる、車両の各種状態を検出する各種センサからの信号を受信する。本実施形態では、車両状態センサとして、車両の速度を検出し、速度に応じた車速信号を出力する車速センサを備え、車両状態センサ受信部１４０は、この車速センサから出力される車速信号を受信し、受付制御部１５０に出力する。
【００１８】
ナビゲーション処理部１１０は、入力装置１２０を介して入力される操作者からの指示に従って、予め保持する地図データ等のナビゲーション用データ、車両状態センサ受信部１４０で受信したセンサ信号を用い、ナビゲーション処理を行い、結果を出力装置１３０に出力する。
【００１９】
受付制御部１５０は、操作者および車両の走行状態に応じて、ナビゲーション装置１００への操作の受け付けを制限する。受け付けの制限は、制限信号を出力することにより行う。図１（ｂ）は、本実施形態の受付制御部１５０の機能ブロック図である。本実施形態の受付制御部１５０は、受付制御を実現するため、図１（ｂ）に示すように、走行状態判別部２１０と、画像取得部２２０と、走査有無判別部２３０と、操作者判別部２４０と、適格性判別部２５０と、信号出力部２６０とを備え、各部の動作を制御し、条件に応じて制限信号を出力する。また、制限信号を出力するルールを保持する制限データベース（制限ＤＢ）２７０をさらに備える。
【００２０】
走行状態判別部２１０は、車両状態センサ受信部１４０から受信した車速信号に基づき、ナビゲーション装置１００が搭載されている車両が走行状態であるか、停止状態であるかを判別する。そして、判別結果として、車速が０の場合、停止を意味する停止信号を、それ以外の場合、走行中であることを意味する走行信号を、それぞれ車速情報として出力する。
【００２１】
画像取得部２２０は、距離画像センサ２２１と画像生成部２２２とを備え、車両内の画像を取得する。本実施形態では、画像として距離画像を取得する。
【００２２】
本実施形態の距離画像センサ２２１は、光飛行型距離画像センサで照射した変調光が対象物に反射することによる反射光を含む入射光を、画素毎に設けられた複数の電荷蓄積部に蓄積する。距離画像センサ２２１は、ナビゲーション装置１００の入力装置１２０および車両内の全乗員の画像を取得可能な位置に配置される。例えば、図２に示すように、ルームミラー上に配置される。ここで、図２（ａ）は、距離画像センサ２２１が車両内に配置される位置を説明するためのイメージ図であり、図２（ｂ）は、乗員５００と距離画像センサ２２１との関係を説明するための図である。
【００２３】
画像生成部２２２は、距離画像センサ２２１の電荷蓄積部に蓄積された電荷を所定時間毎に読出し、距離画像を生成する。
【００２４】
ここで、本実施形態の距離画像センサ２２１と画像生成部２２２とによる距離画像生成手法について簡単に説明する。
【００２５】
本実施形態の距離画像センサ２２１は、対象空間に変調光を照射する光源と、光源から照射された変調光の反射光を含む入射光を受光し、電荷に変換する受光部とを備える。受光部は、受光量を電荷量に変換する光電変換素子が、距離画像の画素に対応づけて配列される。各光電変換素子で得られた電荷は、各光電変換素子が備える４つの電荷蓄積部に、変調の１周期を４等分した期間（例えば、０度から９０度の間、９０度から１８０度の間、１８０度から２７０度の間、２７０度から０度の間）毎に振り分けられ、蓄積される。
【００２６】
本実施形態の画像生成部２２２は、所定の時間Δｔ毎に、４つの電荷蓄積部に蓄積された電荷量（順にＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４とする。）を用い、各画素の距離値Ｄを算出する。距離値Ｄは、まず、以下の式（１）に従って、位相差φを算出し、その位相差φを用い、以下の式（２）に従って算出する。
φ＝ｔａｎ−１（（Ｃ１-Ｃ３）/（Ｃ２-Ｃ４）） （１）
Ｄ＝φ/２π×ｃ/２ｆ （２）
ここで、ｃは光の速度、ｆは変調周波数である。以上により、画像取得部２２０は、Δｔ毎に距離画像を取得する。
【００２７】
操作有無判別部２３０は、画像生成部２２２が生成した距離画像に基づき、受付制御部１５０の指示により、操作の有無を判別する。操作有無判別部２３０は、例えば、距離画像が生成される毎に、生成された距離画像上の入力装置１２０から予め定めた距離Ｄ１以内の領域に、予め定めた範囲ｄ１の距離値および予め定めた大きさＳ１以上の面積を有する画素群があるか否かを判別する。画素群がある場合、操作者の手による操作が成されているもの（操作有り）と判別し、画素群を特定する信号を出力する。入力装置１２０の位置は、予め保持する距離画像センサ２２１の配置位置およびナビゲーション装置１００の配置位置のデータから算出して得る。
【００２８】
図３は、距離画像の一例である。ここでは、各画素において距離値が小さいものほど濃い色を付す。操作有無判別部２３０は、距離画像センサ２２１との距離値の差がＤ１以内の、略同距離にある面積Ｓ１以上の画素群３１０がある場合、操作有りと判別する。なお、略同距離か否かは、距離値の差が予め定めた値ｄ１以内に収まるか否かで判別する。面積Ｓ１は、例えば、大人の手の大きさが判別できる程度とする。例えば、図３（ａ）の場合は操作無し、と判別し、図３（ｂ）の場合は、操作有りと判別する。
【００２９】
操作者判別部２４０は、画素群３１０を特定する情報を受信すると、操作の有無を判別した距離画像上で操作者である画素群３２０を特定し、操作者を判別する。ここでは、運転者であるか否かを判別する。そして、判別結果を操作者情報として出力する。
【００３０】
本実施形態では、距離画像上の、画素群３１０に連続する画素であって、略同距離にある予め定めた面積Ｓ２以上の画素群３２０を操作者と特定する。そして、操作者と判別された画素群３２０の距離値Ｄ０およびまたは画像上の領域Ｔ０により、操作者が運転者であるか、その他であるかを判別する。
【００３１】
略同距離であるか否かは、距離値の差が予め定めた値ｄ２以内に収まるか否かで判別する。面積Ｓ２は、例えば、大人の動体の大きさが判別できる程度とする。操作者の判別に用いる距離値Ｄ０は、距離画像センサ２２１と車両内の座席位置との関係から設定または算出される。領域Ｔ０は、距離画像センサ２２１の配置位置により定まる撮影範囲に応じて予め設定される。
【００３２】
例えば、距離画像センサ２２１と運転席または助手席の背もたれまでの距離をＤ０とする。この場合、画素群３２０の距離値がＤ０以上であれば、後部座席の乗員と判別し、Ｄ０より小さければ、操作者は運転者かまたは助手席の乗員と判別する。また、距離画像内で、中央よりハンドルが存在する側の領域をＴ０とする。運転者または助手席の乗員と判別された場合、当該画素群３２０の半分以上が距離画像内の、領域Ｔ０に存在すれば、運転者、逆側の領域に存在すれば助手席の乗員と判別する。以上の手順により、運転者かそれ以外（その他）かを判別する。
【００３３】
図３（ｂ）の例の場合、操作者判別部２４０は、まず、画素群３１０に連続するデータであって、略同距離の面積Ｓ２以上の画素群３２０を操作者と特定する。画素群３２０の距離値はＤ０以内であるため、運転者か助手席の乗員と判別される。次に、その画素群が距離画像上で領域Ｔ０と反対側の領域に存在するため、助手席の乗員と判別される。この判別結果に基づき、操作者判別部２４０は、運転者でないこと（その他）を示す信号を出力する。
【００３４】
適格性判別部２５０は、操作者判別部２４０が特定した操作者が運転者以外（その他）の場合、当該操作者が操作の適格性を有するか否かを判別し、判別結果を操作者情報として出力する。本実施形態では、車載装置の操作に相応しい年齢であるか否かにより適格性を判別する。判別は、操作者の身長（座高）により行う。ここで出力される操作者情報は、その他の適格者、その他の不適格者のいずれかである。
【００３５】
ここで、距離画像を用い、操作者の身長（座高）を特定する手法を説明する。図４は、距離画像上の長さ（画素数）から、実際の長さ（実長）を算出する手法を説明するための図である。距離画像において、対象物の、実長を測りたい方向の長さ（画素数）をｘ、同方向の中間の画素の画素値（距離値）をＤ、距離画像センサ２２１の焦点距離をｆとすると、実長ａは、以下の式（３）で表される。
ａ＝（（Ｄ-ｆ）/ｆ）×ｘ （３）
【００３６】
本実施形態の適格性判別部２５０は、この関係を利用し、操作者判別部２４０が抽出した画素群３２０の、距離画像内での最大長さ方向の画素数をカウントし、式（３）に従って、操作者の座高にあたる実長ａを算出する。そして、座高（実長）ａが予め定められた値以上であれば、操作者として相応しい年齢に達し、適格であると判別し、判別結果を出力する。なお、適格性を判別するルールは任意に設定可能である。
【００３７】
信号出力部２６０は、車速情報および操作者情報に応じ、操作の受付を制限する制限信号を出力する。車速情報および操作者情報に応じた制限信号を出力するか否かの判別は、制限ＤＢ２７０に規定されるルールに従って行われる。
【００３８】
ここで、制限ＤＢ２７０の一例を図５に示す。本図に示すように、制限ＤＢ２７０には、車速情報毎に、操作者情報に対応づけて制限信号を出力するか否かが登録される。本実施形態の信号出力部２６０は、車速情報として、停止および走行のいずれか１つを、操作者情報として、運転者、その他の適格者およびその他の不適格者の３種いずれか１つを受け取り、制限ＤＢ２７０に従って、制限信号を出力するか否かを決定する。例えば、本図に示す例の場合、操作者情報が運転手であり、車速情報が走行中を示すものである場合、および、操作者情報が不適格である場合、制限信号を出力する。
【００３９】
なお、制限ＤＢ２７０は、予め定義され、登録される。どのような条件で制限信号を出力するかは、任意に設定可能である。
【００４０】
次に、本実施形態の受付制御部１５０による受付制御処理の流れについて説明する。図６は、本実施形態の受付制御処理の処理フローである。本実施形態の受付制御部１５０は、例えば、エンジンの始動により受付制御処理を開始する。また、ここでは、画像取得部２２０が距離画像を生成するタイミングで、操作有無判別部２３０は、操作の有無を判別する場合を例にあげて説明する。
【００４１】
受付制御部１５０は、画像取得部２２０に、距離画像の取得を開始させる。そして、距離画像が取得される毎に、すなわち、Δｔ毎に（ステップＳ１１０１）、操作有無判別部２３０に、操作有りと判別するまで、操作の有無の判別を繰り返し行わせる（ステップＳ１１０２）。
【００４２】
受付制御部１５０は、操作有無判別部２３０から操作有りの信号を受け取ると、走行状態判別部２１０に走行状態を判別させ（ステップＳ１１０３）、判別結果を車速情報として信号出力部２６０へ通知する。また、画素群を特定する信号を操作者判別部２４０へ通知する。
【００４３】
そして、受付制御部１５０は、操作者判別部２４０に操作者が運転者であるか否かを判別させる（ステップＳ１１０４）。判別結果が運転者以外（その他）である場合、受付制御部１５０は、画素群を特定する信号を適格性判別部２５０へ通知する。
【００４４】
そして、受付制御部１５０は、適格性判別部２５０に操作者の適格性を判別させる（ステップＳ１１０５）。そして、結果を操作者情報として信号出力部２６０へ通知する。
【００４５】
一方、ステップＳ１１０４で判別結果が運転者であった場合、受付制御部１５０は、その判別結果を操作者情報として信号出力部２６０へ通知する。
【００４６】
受付制御部１５０は、信号出力部２６０が操作者情報および車速情報の両情報を受信すると、信号出力部２６０に制限ＤＢ２７０を参照させ、制限信号出力に該当するか否かを判別させる（ステップＳ１１０６）。該当する場合、受付制御部１５０は、制限信号を出力し（ステップＳ１１０７）、一方、該当しない場合、受付制御部１５０は、何も出力しないで処理を終了する。
【００４７】
以上の処理により、本実施形態の受付制御部１５０は、車両の走行状態、操作者に応じて制限信号を出力し、ナビゲーション装置１００の操作入力の受付を制限する。
【００４８】
以上説明したように、本実施形態によれば、距離画像を用い、操作の有無を判別する。また、操作有りと判別した画素に連続する画素で操作者を判別する。従って、精度良く操作者を判別することができる。すなわち、運転者が助手席側に腕を回して操作を行ったり、センサの近傍に物体があるような場合であっても、操作者を誤認識することがない。さらに、適格性の判別も、操作者を判別した距離画像をそのまま用いて行う。従って、簡易な構成で、操作者の操作適格性も高精度に判別することができる。
【００４９】
また、本実施形態によれば、走行状態を示す情報と合わせて、予め定めたルールに従って操作の制限の有無を決定するため、簡易な構成で、精度良く所望の制限を行うことができる。従って、確実性の高い操作入力制御を簡易な構成で行うことができる。
【００５０】
従って、本実施形態によれば、簡易な構成で、車両の走行状態および操作者に応じて、入力操作の受け付けを精度良く制限することができ、安全性と利便性とを両立できる。
【００５１】
なお、上記実施形態では、運転者以外の同乗者であって、操作の適格性がある者であれば、操作を許可するよう制御しているが、制御はこれに限られない。例えば、後部座席の乗員による操作の場合、その乗員の適格性によらず、走行中は拒否するよう制御してもよい。この場合の制御手法を以下に説明する。
【００５２】
この場合、操作者判別部２４０は、さらに、操作者の座席位置を判別する機能を備える。すなわち、上記受付制御処理において、ステップＳ１１０４で運転者か、助手席の乗員か、後部座席の乗員かを判別する。また、適格性判別後、適不適のみでなく、判別対象乗員の座席位置も出力する。
【００５３】
信号出力部２６０は、操作者情報として、運転者、助手席の適格者、助手席の不適格者、後部座席乗員、の４種を受け取り、制限信号を出力するか否かの決定を行う。この場合の登録される制限ＤＢ２７０の一例を図７に示す。
【００５４】
このように、乗員の座席位置まで判別し、それに応じた制限ＤＢ２７０を設けることにより、より細かい操作受付制御を行うことができる。
【００５５】
なお、受付制御部１５０は、上記全ての機能を備えなくても良い。例えば、操作有無判別部２３０と、操作者判別部２４０とのみを備えるものとし、運転者でないと判別された場合は、走行中の操作を制限しないよう構成してもよい。または、操作者が助手席の乗員と判別された場合のみ、走行中の操作を制限しないよう構成してもよい。
【００５６】
＜＜第二の実施形態＞＞
次に、本発明を適用する第二の実施形態を説明する。本実施形態のナビゲーション装置は基本的に第一の実施形態と同様の構成を有する。第一の実施形態では、操作に適した年齢に達しているか否かの適格性を、身長（座高）により判別している。本実施形態では、適格性判別に変調光画像を用いた顔認識技術をさらに組合せ、その精度を高める。以後、第一の実施形態と異なる構成に主眼をおいて説明する。
【００５７】
本実施形態の受付制御部１５０の構成は、基本的に第一の実施形態と同様である。図８は、本実施形態の受付制御部１５０の機能ブロック図である。本実施形態では、画像生成部２２０Ａおよび適格性判別部２５０Ａが第一の実施形態と異なる。すなわち、本実施形態の画像生成部２２２Ａは、距離画像生成と略同タイミングで変調光画像をさらに生成する。また、本実施形態の適格性判別部２５０Ａは、距離画像を用いた適格性判別に加え、変調光画像を用いた適格性判別も行う。
【００５８】
本実施形態の画像生成部２２２Ａによる変調光画像生成処理について説明する。本実施形態の距離画像センサ２２１は第一の実施形態と同じである。本実施形態では、画像生成部２２２が距離画像を生成するタイミングで、４つの電荷蓄積部に蓄積された電荷量（Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４）を用い、以下の式（４）に従って、各画素の強度値Ｂを計算する。
Ｂ＝（（Ｃ１−Ｃ３）２＋（Ｃ２−Ｃ４）２）１／２）／２ （４）
算出した強度値Ｂを画素値とし、変調光画像を生成する。
【００５９】
このように、本実施形態では、各画素について、同じ蓄積された電荷量（Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４）を用い、距離値Ｄおよび強度値Ｂを算出し、それぞれ、距離画像および変調光画像とする。すなわち、本実施形態では、同タイミングで距離画像と同範囲の変調光画像が得られる。
【００６０】
本実施形態の適格性判別部２５０Ａは、第一の実施形態と同様の手法で距離画像を用いて適格性を判別後、不適格と判別された場合、変調光画像を用いて再度適否を判別する。まず、操作者判別部２４０が抽出した画素群３２０から操作者の座高を算出し、適否を判別する。次に、変調光画像上の、抽出した画素群３２０に対応する画素群に対し、既存の顔認識技術を用い適格性を判別する。例えば、特定した画素群の中から顔にあたる部分を抽出し、第一の実施形態同様、車載装置の操作に相応しい年齢であるか否かを判別することにより、適格性を判別する。
【００６１】
なお、既存の顔認識技術には、顔領域として抽出した画素の中で、目、鼻、口等の各部を抽出し、その配置バランスなどにより判別するもの、骨格を抽出し、その形状により判別するものなどがある。画像を用いた顔認識技術であれば、用いる手法は問わない。
【００６２】
本実施形態の受付制御部１５０による受付制御処理の処理フローを図９に示す。本実施形態の受付制御処理は、基本的に第一の実施形態と同様である。ただし、第一の実施形態のステップＳ１１０１において、受付制御部１５０は、距離画像だけでなく変調光画像も生成させる（ステップＳ１２０１）。また、適格性判別を行うステップＳ１１０５において、距離画像上で適格性を判別した際（ステップＳ１２０２）、不適格と判別された場合、変調光画像上で適格性を判別させる（ステップＳ１２０３）。そして、操作者情報として適格、不適格を出力する。
【００６３】
以上説明したように、本実施形態によれば、適格性を、距離画像だけでなく、変調光画像も用いて判別する。従って、より高い精度で適格性を判別できる。
【００６４】
また、本実施形態の距離画像センサ２２１は、変調の１周期を４等分した期間毎に４つの電荷蓄積部に電荷を蓄積する。そして、画像生成部２２２は、それらを用いて距離値Ｄおよび強度値Ｂを算出し、それぞれ距離画像および変調光画像を生成する。従って、同タイミング、同範囲を撮影対象とした距離画像および変調光画像を得ることができる。このため、距離画像と変調光画像との撮影範囲を対応付ける処理は不要であり、距離画像上で判別に用いた画素と同位置の画素を変調光画像上でそのまま判別に用いることができる。従って、上記高い精度の判別を、簡易な構成で実現できる。
【００６５】
すなわち、本実施形態によれば、第一の実施形態同様、簡易な構成で、車両の走行状態および操作者に応じて、入力操作の受け付けを精度良く制限することができ、安全性と利便性とを両立できる。
【００６６】
なお、上記実施形態では、距離画像取得毎に変調光画像も取得し、距離画像上での判別で不適格と判別された場合、変調光画像で同じ位置の画素群で適格性を判別しているが、これに限られない。
【００６７】
例えば、走行開始時など、特定のタイミングでのみ変調光画像を取得し、既存の顔認識技術を用い、車内の各乗員の適格性を判別し、座席に対応づけて保持するよう構成してもよい。この場合、第一の実施形態の変形例で説明したように、操作者判別部２４０において、操作者の座席位置まで判別し、距離画像で不適格と判別された後、該当する座席に対応づけて保持する適格性データを参照し、最終的な判別結果とする。
【００６８】
なお、上記各実施形態では、制限ＤＢ２７０は、予め設定され、保持するよう構成されているが、ユーザが適宜入力設定可能なよう構成してもよい。この場合、受付制御部１５０は、制限ＤＢ２７０の入力受付インタフェースを備え、このインタフェースを介して登録を受け付ける。このように構成することにより、制限ＤＢ２７０の登録内容を変更するだけで、所望の制御を容易に実現することができる。
【００６９】
また、上記各実施形態では、受付制御部１５０は、ナビゲーション装置１００が備えるものとして説明したが、これに限られない。受付制御部１５０は、ナビゲーション装置１００とは独立して設けられていてもよい。
【００７０】
また、距離画像センサ２２１は、本実施形態の受付制御部１５０とは独立して設けられていてもよい。この場合、受付制御部１５０は、距離画像センサ２２１からの信号を受信する距離画像センサ信号受信部を備え、ここで受信した電荷量を用い、画像を生成する。
【００７１】
また、上記各実施形態では、受付制御部１５０はエンジン始動後継続的に上記受付制御処理を行っているが、これに限られない。例えば、予め定めた時間間隔で行うよう構成してもよい。また、操作有無判別部２３０による操作の有無の判別処理も、上記各実施形態では、画像が取得されるタイミングで行っているが、これに限られない。予め定めた時間間隔で、その時点で最新の画像を用いて行うよう構成してもよい。さらに、操作有りと判別される前後で判別処理を行う時間間隔を変更するよう構成してもよい。
【００７２】
また、車両の走行状態を、車速信号により判別しているが、これに限られない。他の情報、例えば、パーキングブレーキの状態を示す信号により判別するよう構成してもよい。すなわち、パーキングブレーキがかかっている状態を停止状態とし、それ以外を走行中と判別する。
【００７３】
また、上記各実施形態では、車速情報および操作者情報により、制限信号を出力し、操作の受け付けを制限するよう構成しているが、これに限られない。通常、操作の受け付けを制限するよう構成し、所定の車速情報および操作者情報の組合せの場合のみ、許可するよう構成してもよい。
【００７４】
上記各実施形態において、受付制御部１５０の、距離画像センサ２２１を除く各機能は、ＣＰＵとメモリと記憶装置を備える情報処理装置上で、ＣＰＵが記憶装置に記憶されるプログラムをメモリにロードして実行することにより実現される。また、専用のハードウェアにより構成されてもよい。また、制限データベース２７０は、記憶装置上に構築される。
【符号の説明】
【００７５】
１００：ナビゲーション装置、１１０：ナビゲーション処理部、１２０：入力装置、１３０：出力装置、１４０：車両状態センサ受信部、１５０：受付制御部、２１０：走行状態判別部、２２０：画像取得部、２２１：距離画像センサ、２２２：画像生成部、２３０：走査有無判別部、２４０：操作者判別部、２５０：適格性判別部、２６０：信号出力部、２７０：制限ＤＢ、３１０：画素群、３２０：画素群、５００：乗員
【特許請求の範囲】
【請求項１】
操作者からの操作に応じて処理を行う車載装置の操作の受け付けを制御する受付制御装置であって、
当該車載機器が搭載される車両が走行中か否かを判別する走行状態判別手段と、
距離画像を取得する画像取得手段と、
前記距離画像を用い、操作の有無を判別する操作有無判別手段と、
前記距離画像を用い、操作者を判別する操作者判別手段と、
前記走行状態判別手段の判別結果と前記操作者判別手段の判別結果とに応じ、操作の受付を制限する制限信号を出力する信号出力手段と、を備え、
前記信号出力手段が制限信号を出力した場合、前記操作の受付を制限すること
を特徴とする受付制御装置。
【請求項２】
請求項１記載の受付制御装置であって、
前記操作者判別手段は、操作者が運転者であるか否かを判別し、
前記信号出力手段は、前記走行状態判別手段の判別結果が走行中で前記操作者判別手段の判別結果が運転者である場合、前記制限信号を出力すること
を特徴とする受付制御装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の受付制御装置であって、
前記操作者判別手段は、操作者の座席位置もさらに判別し、
前記信号出力手段は、前記走行状態判別手段の判別結果が走行中で前記操作者判別手段の判別結果が運転者または後部座席の乗員である場合、前記制限信号を出力すること
を特徴とする受付制御装置。
【請求項４】
請求項１から３いずれか１項記載の受付制御装置であって、
前記受付制御手段は、前記操作者判別手段が否と判別した場合、前記距離画像を用い、当該操作者の操作適格性を判別する適格性判別手段をさらに備え、
前記信号出力手段は、前記適格性判別手段の判別結果が不適格である場合、前記制限信号を出力すること
を特徴とする受付制御装置。
【請求項５】
請求項４記載の受付制御装置であって、
前記画像取得手段は、さらに変調光画像も取得し、
前記適格性判別手段は、前記距離画像により不適格と判別された場合、前記変調光画像を用い、さらに操作適格性を判別すること
を特徴とする受付制御装置。
【請求項６】
車載装置に対する操作者からの操作の受け付けを制限する車載装置の受付制御方法であって、
距離画像を取得する距離画像取得ステップと、
前記距離画像を用いて、操作の有無を判別する操作有無判別ステップと、
前記操作有無判別ステップで操作有りと判別された場合、当該距離画像上で操作者を判別する操作者判別ステップと、
当該車載装置が搭載される車両が走行中か否かを判別する走行状態判別ステップと、
操作者判別ステップの判別結果と走行状態判別ステップの判別結果とに応じて、操作の受け付けを制限する受付制御ステップと、を備えること
を特徴とする受付制御方法。
【請求項７】
操作者からの操作に応じて処理を行う車載装置であって、
請求項１から５記載の受付制御装置を備えること
を特徴とする車載装置。
【請求項１】
操作者からの操作に応じて処理を行う車載装置の操作の受け付けを制御する受付制御装置であって、
当該車載機器が搭載される車両が走行中か否かを判別する走行状態判別手段と、
距離画像を取得する画像取得手段と、
前記距離画像を用い、操作の有無を判別する操作有無判別手段と、
前記距離画像を用い、操作者を判別する操作者判別手段と、
前記走行状態判別手段の判別結果と前記操作者判別手段の判別結果とに応じ、操作の受付を制限する制限信号を出力する信号出力手段と、を備え、
前記信号出力手段が制限信号を出力した場合、前記操作の受付を制限すること
を特徴とする受付制御装置。
【請求項２】
請求項１記載の受付制御装置であって、
前記操作者判別手段は、操作者が運転者であるか否かを判別し、
前記信号出力手段は、前記走行状態判別手段の判別結果が走行中で前記操作者判別手段の判別結果が運転者である場合、前記制限信号を出力すること
を特徴とする受付制御装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の受付制御装置であって、
前記操作者判別手段は、操作者の座席位置もさらに判別し、
前記信号出力手段は、前記走行状態判別手段の判別結果が走行中で前記操作者判別手段の判別結果が運転者または後部座席の乗員である場合、前記制限信号を出力すること
を特徴とする受付制御装置。
【請求項４】
請求項１から３いずれか１項記載の受付制御装置であって、
前記受付制御手段は、前記操作者判別手段が否と判別した場合、前記距離画像を用い、当該操作者の操作適格性を判別する適格性判別手段をさらに備え、
前記信号出力手段は、前記適格性判別手段の判別結果が不適格である場合、前記制限信号を出力すること
を特徴とする受付制御装置。
【請求項５】
請求項４記載の受付制御装置であって、
前記画像取得手段は、さらに変調光画像も取得し、
前記適格性判別手段は、前記距離画像により不適格と判別された場合、前記変調光画像を用い、さらに操作適格性を判別すること
を特徴とする受付制御装置。
【請求項６】
車載装置に対する操作者からの操作の受け付けを制限する車載装置の受付制御方法であって、
距離画像を取得する距離画像取得ステップと、
前記距離画像を用いて、操作の有無を判別する操作有無判別ステップと、
前記操作有無判別ステップで操作有りと判別された場合、当該距離画像上で操作者を判別する操作者判別ステップと、
当該車載装置が搭載される車両が走行中か否かを判別する走行状態判別ステップと、
操作者判別ステップの判別結果と走行状態判別ステップの判別結果とに応じて、操作の受け付けを制限する受付制御ステップと、を備えること
を特徴とする受付制御方法。
【請求項７】
操作者からの操作に応じて処理を行う車載装置であって、
請求項１から５記載の受付制御装置を備えること
を特徴とする車載装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１１−１６３９７９（Ｐ２０１１−１６３９７９Ａ）
【公開日】平成２３年８月２５日（２０１１．８．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２７９３３（Ｐ２０１０−２７９３３）
【出願日】平成２２年２月１０日（２０１０．２．１０）
【出願人】（０００００２３０３）スタンレー電気株式会社 (2,684)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年８月２５日（２０１１．８．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年２月１０日（２０１０．２．１０）
【出願人】（０００００２３０３）スタンレー電気株式会社 (2,684)
【Ｆターム（参考）】
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