CN100364815C

CN100364815C - 视觉识别支持装置

Info

Publication number: CN100364815C
Application number: CNB2005101192870A
Authority: CN
Inventors: 伊佐治和美; 津留直彦
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2004-11-04
Filing date: 2005-11-03
Publication date: 2008-01-30
Anticipated expiration: 2025-11-03
Also published as: US20060103539A1; CN1769098A; FR2879982A1; DE102005052246A1; KR100682104B1; JP2006130010A; KR20060052439A

Abstract

视觉识别支持装置(100)包括遮掩装置(40)，被配置为遮掩对设备进行操作的操作者的视野，并且还可以包括控制装置(50)，控制遮掩装置(40)的操作以暂时遮掩操作者的视野。

Description

视觉识别支持装置

发明领域

本发明涉及一种视觉识别支持装置。

背景技术

以前已经提出各种驾驶员警告系统。这些驾驶员警告系统判断何时驾驶员已经对驾驶中使用的视觉信息变得注意力不集中了，并且如果驾驶员已经变得注意力不集中了，则系统向驾驶员发出警告。例如，因为使用蜂窝电话或与乘客谈话，驾驶员会变得注意力不集中。

例如，JP11-276461A公开了一种监视驾驶员眼睛运动的驾驶员警告系统。更具体而言，该系统监视驾驶员眼睛运动的频率，并根据这，该系统判断对于驾驶任务，驾驶员是否正变得视觉上注意力不集中。当驾驶员的注意力水平下降，且驾驶员处理外部信息的能力也下降时，该系统给用户发出警告。例如，在挡风玻璃上显示“小心”投影，或者输出声音。然而，对于用户来说，在视觉上识别诸如将与另一车辆或障碍物发生碰撞这样的危险情况，这样做是不够的。

发明内容

在一个实施例中，视觉识别支持装置包括遮掩装置，被配置为遮掩对设备进行操作的操作者的视野。

该实施例还可以包括控制装置，控制遮掩装置的操作以暂时遮掩操作者的视野。例如，该控制装置可以接收关于操作者的信息，并且根据该接收的信息来确定是否激活遮掩装置以暂时遮掩操作者的视野。关于操作者的信息可以来自操作者注意力水平检测装置，并且当检测到的注意力下降时，该控制装置确定激活遮掩装置。

作为另一实例，控制装置可以接收关于设备的信息，并且根据该接收的信息来确定是否激活遮掩装置以暂时遮掩操作者的视野。关于设备的信息可以来自检测设备操作状态的设备状态检测系统，和/或检测设备与物体之间是否存在碰撞情况的碰撞检测装置。

作为一个实例，设备可以是车辆，而操作者可以是车辆的驾驶员。在这个实例中，遮掩装置可以使用在车辆的挡风玻璃和侧窗的其中之一上。

附图简述

根据下面给出的详细说明以及附图，本发明能够得到更全面的理解，其中，同样的部件使用同样的附图标记来表示，它们仅作为示例被给出，而不是限制本发明，其中：

图1举例说明根据本发明一个实施例的视觉识别支持系统的方框图；

图2举例说明根据本发明一个实施例的图1中的控制装置的方框图；

图3举例说明根据本发明一个实施例的图1的遮掩装置。

图4(A)和4(B)举例说明用于解释图1的遮掩装置的实例触发条件和激活方案的曲线图；

图5举例说明图1的视觉识别支持系统所用到的视觉识别方法的示范实施例的流程图；

图6通过比较举例说明图1的视觉识别支持系统的操作。

发明详述

现在通过参照这些附图，来说明本发明的各种示范实施例。

以下，通过利用诸如小汽车这样的车辆的驾驶员作为例子来解释本发明的视觉识别支持系统的实施例。然而，可以按照不同的形式来使用本发明，并且本发明不局限于用于车辆驾驶员的视觉识别支持系统。例如，可以使用该系统来支持在为了正确操作诸如车辆、制造机器等这样的设备而需要操作者视觉识别的任何情况下的视觉识别。

图1举例说明根据本发明一个实施例的视觉识别支持系统的方框图。在这个示范实施例中，该视觉识别支持系统使用在诸如汽车这样的车辆中以辅助驾驶员的视觉识别。如所示出的，该系统包括给控制装置50提供输入的注意力水平检测装置10、车辆状态检测系统20、碰撞判断装置30，并且还包括由控制装置50控制的遮掩装置40。

注意力水平检测装置10检测驾驶员对于在驾驶车辆中使用的视觉信息的注意力水平。例如，注意力水平检测装置10可以与JP11-276461A中所用到的装置相同。然而，注意力水平检测装置10可以是诸如美国公开申请No.2003/0146841A1中所披露的装置这样的任何公知的注意力水平检测装置，在此以参考的方式并入该美国公开申请的全部内容。因此，如上所述，注意力水平检测装置10可以检测驾驶员的眼睛运动，并根据该检测到的眼睛运动的频率来确定驾驶员的注意力是否下降。即，注意力水平检测装置10可以根据检测到的眼睛运动的频率来判断驾驶员的注意力水平(例如，高，正常，低等)。注意力水平检测装置10将这个检测到的注意力水平输出到控制装置50。

车辆状态检测系统20可以包括许多指示车辆状态的车辆传感器。例如，车辆状态检测系统20可以包括检测车辆速度的速度传感器、检测车辆变速箱的位置的变速器位置传感器、检测车辆加速/减速的加速传感器、检测离开中间位置的转向量的转向传感器、(i)检测车辆前面的物体(另一车辆)的接近和/或方向和/或(ii)检测在车辆一边或两遍的物体的接近和/或方向的雷达、以及检测车辆前面的图像并且从中检测车辆当前行驶车道中车辆的位置的图像传感器。因为上述每一种传感器都是现有技术中所公知的，它们在车辆上的位置也是公知的，所以，为了简洁起见，不对这些传感器以及它们在车辆中的位置进行详细说明。车辆状态检测系统20将来自系统20中的传感器的输出提供给碰撞判断装置30和控制装置50。而且，应当理解，在检测设备的操作状态中所使用的传感器可以根据设备而变化。

利用来自车辆状态检测系统20的信息，碰撞判断装置30判断车辆与车辆前面或两边的物体(如，另一车辆)之间的碰撞可能性。碰撞判断装置30可以是任何公知的碰撞判断装置。而且，因为这样的碰撞判断装置在现有技术中是公知的，因此，为了简洁起见，不对碰撞判断装置30进行详细说明。

根据从注意力水平检测装置10、车辆状态检测系统20和碰撞判断装置30中接收的输入，控制装置50控制遮掩装置40的操作。下面将参照图2对控制装置50作更详细的说明。遮掩装置40应用于由操作者操作的设备的一个或多个视场。例如，遮掩装置40可以应用于车辆的挡风玻璃。然而，遮掩装置40可以装备于前挡风玻璃和/或侧窗等。如所公知的，驾驶员透过前挡风玻璃来观察车辆前面的图像，以及透过侧窗来观察车辆一侧的图像。当遮掩装置40被激活时，遮掩装置40遮掩了驾驶员透过应用了遮掩装置40的视场的视野。例如，遮掩装置40可以遮蔽或遮住驾驶员透过挡风玻璃或窗户的视野，或者遮掩装置40可以阻挡驾驶员的视野。因此，作为选择，遮掩装置40例如可以装在驾驶员的眼镜上。

图3举例说明遮掩装置40应用在车辆前挡风玻璃上的示范实施例。如所示出的，遮掩装置40包括应用在挡风玻璃44外表面的防护片42，和应用在挡风玻璃40内表面的透明EL(电子发光)显示器46。防护片42减少经由挡风玻璃44从车辆外面进来的光线量。防护片42的使用是可选的，只是用于提高如下面所述的由透明EL显示器46提供的遮掩效果。此外，替代在挡风玻璃44的外面，防护片42可以装备在透明EL显示器46和挡风玻璃44之间。

当透明EL显示器46被去激活时，其是透明的，并且不遮掩驾驶员的视觉。然而，当被激活时，透明EL显示器46可以遮掩或者阻挡驾驶员的视觉。如所公知的，激活透明EL显示器46通常需要对构成透明EL显示器46一部分的EL矩阵施加电压。因此，如果车辆的电子系统出现故障，则透明EL显示器46在缺省情况下保持透明。因为透明EL显示器在现有技术中是公知的，因此，为了简洁起见，不对透明EL显示器46进行详细说明。此外，应当理解，本发明并不局限于用透明EL显示器作为遮掩装置40。相反，可以使用允许选择性地遮掩或阻挡驾驶员视野的任何系统。

如上所述，控制装置50控制遮掩装置40的操作。控制装置50可以实施为微型计算机，其中微型计算机包括连接诸如CPU、ROM、RAM、I/O等这样的公知元件的总线。视觉识别支持系统100的操作所用到的程序写入ROM中。根据这个程序，CPU等执行下面更详细说明的操作处理。

图2举例说明根据本发明的一个实施例的控制装置50的方框图。如所示出的，控制装置50包括连接到控制部分54的注意力水平输入部分51、车辆状态输入部分52和碰撞判断结果输入部分53。注意力水平输入部分51获取从注意力水平检测装置10中输出的驾驶员注意力水平(例如，高，正常，低等)。车辆状态输入部分52获取从车辆状态检测系统20中输出的车辆状态信息。碰撞判断结果输入部分53获取从碰撞判断装置30中输出的碰撞检测结果。控制部分54根据通过注意力水平输入部分51、车辆状态输入部分52以及碰撞判断结果输入部分53获取的信息来控制遮掩装置40的操作(如，激活和去激活)。

当车辆行驶时控制部分54控制遮掩装置40。更具体而言，控制部分54选择性地激活遮掩装置40。例如，如果驾驶员的注意力水平从高或正常变为低，则控制部分54可以激活然后去激活该遮掩装置，以便暂时遮掩或阻挡驾驶员的视野。作为另一例子，如果碰撞判断装置30指示可能与一个物体发生碰撞，则控制部分54暂时激活遮掩装置40，以便暂时遮掩或阻挡驾驶员对该物体的视野。这可能看起来违反直觉，但用于向驾驶员呈现由该驾驶员所观看的图像的较大的、更不连续或阶跃的变化。因为驾驶员会察觉到在所看到的图像中的较大变化，所以驾驶员可以更易于确定或识别正面临的情况，并相应地作出反应。

取决于导致激活遮掩装置40的条件以及由车辆状态检测系统20所指示的车辆状态，可以改变遮掩装置40被激活的时间长度。此外，取代单次激活，控制部分54可以反复地激活和去激活遮掩装置40，激活和去激活的长度由控制部分54来控制。

应当理解，被设定以触发遮掩装置的激活和去激活的条件是设计选择的问题，用于每个条件的遮掩装置的操作参数(如，激活的长度)也一样。还应当理解，可以根据常规测试依靠经验来设定这些条件和参数。

例如，车辆速度、以及与已被检测到碰撞可能性的物体相隔的距离和时间，是用于确定触发条件是否存在的有用度量标准。作为另一例子，认识到物体在驾驶员的视场内具有一定的面积。如所公知的，可以根据车辆状态检测系统20中的图像传感器的输出来确定这个面积。因此，用于确定触发条件的另一有用度量是物体图像的面积的变化率。

仅用于示例的目的，将参照图4(A)和4(B)来描述触发条件和与触发条件相关的操作参数的例子。在这个例子中，控制部分54至少将成像物体(如，另一车辆)的面积的变化率与一阈值相比较，以确定是否触发遮掩装置40的激活方案。在图4(B)中，Y轴代表成像物体的面积变化，X轴代表时间。图4(B)用虚线举例说明了两个阈值。当检测到的驾驶员注意力水平为低时使用较低的阈值，而当检测到的驾驶员注意力水平为高时使用较高的阈值。图4(B)进一步利用曲线“q”举例说明了成像物体的面积随时间而变化的例子，并利用更黑的曲线“Q”举例说明作为遮掩装置40操作的结果驾驶员所察觉到的物体的面积随时间的变化。在曲线“q”所示的例子中，驾驶员驾驶的车辆正在逼近一物体(如，另一车辆)，从而由车辆状态检测系统20中的图像传感器所成像的物体的面积随时间而增加。

假设驾驶员的注意力水平是高并且使用较低的阈值，那么在时间t1，当所成像的物体的面积变化达到了该阈值时，控制部分54激活遮掩装置40。如曲线“Q”所示，因为该物体的驾驶员视野被遮掩了，因此驾驶员所察觉到的物体的面积变化下降到0。然而，如曲线“q”所示，该成像的物体的面积变化率继续增加。

在这个实施例中，控制部分54激活遮掩装置40持续了时间周期Δ1t，从而在时间t1+Δ1t处遮掩装置40被去激活。如图4(B)中曲线“Q”所示，在这个时间，驾驶员察觉到该物体的面积变化率中的大尖峰。相反，如曲线“q”所示，不激活遮掩装置40时，所察觉到的变化率将会是相当小并且渐进变化。因此，本发明极大地帮助驾驶员识别与物体的可能碰撞。

进一步如图4(b)所示，假设驾驶员没有校正动作，那么控制部分54可以在与时间t1相距Δ2t的时间t2处再次使用使控制部分54激活遮掩装置40的激活方案，遮掩装置40被再次激活持续时间周期Δ1t。

图4(a)提供图4(b)的配套曲线图，其中沿着Y轴代表的是物体图像的大小，沿着X轴代表的是时间。

接下来，参照图5来描述由控制部分54所执行的处理。如所示出的，在步骤S10中，由驾驶员注意力水平检测装置10来检测驾驶员注意力水平。在车辆起动时，注意力水平被缺省程序设计设置为高。然后，在步骤S20中，控制部分54判断触发条件是否存在。例如，控制部分54可以判断驾驶员的注意力水平是否正在下降，或者判断是否存在与其它物体发生碰撞的可能性。如上所述，控制部分54可以使用上面参照图4(b)所述的阈值技术来判断碰撞触发条件。如果存在触发条件，则然后在步骤S30中，控制部分54根据诸如上面参照图4(b)所述的激活方案这样的激活方案来激活遮掩装置40。另一方面，在步骤820中，如果不存在触发条件，则处理返回到步骤S10。

图6在左手和右手边上举例说明了时间上相对照的图像。左手边举例说明当没有使用本发明时驾驶员看到的视野。右手边举例说明当使用本发明时驾驶员看到的视野。因此，如图6右手边所示，当遮掩装置40未起作用时，驾驶员看到的是他前面的车辆的大小的渐进变化。另一方面，当遮掩装置40起作用时，驾驶员看到的是他前面的车辆的面积的较大的、不连续或阶跃的变化。因此，驾驶员很容易识别需要驾驶员注意的情况。

虽然本发明被这样描述，但是显而易见本发明可以按照许多方式进行变化。这样的变化不被认为偏离本发明的实质和范围，并且所有这样的修改对于本领域技术人员来说很显然被认为包括在本发明的范围之内。

Claims

1.一种视觉识别支持装置(100)，包括：

遮掩装置(40)，被配置为遮掩对设备进行操作的操作者的视野；以及

控制装置(50)，控制所述遮掩装置(40)的操作，以暂时遮掩所述操作者的视野，

其中，所述控制装置(50)接收关于所述操作者的信息，并根据所述接收的信息来确定是否激活所述遮掩装置(40)以暂时遮掩所述操作者的视野。

2.如权利要求1所述的装置，还包括：

操作者注意力水平检测装置(10)，检测所述操作者的注意力水平；以及其中

所述控制装置(50)根据所述检测到的注意力水平来确定是否激活所述遮掩装置(40)。

3.如权利要求2所述的装置，其中当所述检测到的注意力水平下降时，所述控制装置(50)确定激活所述遮掩装置(40)。

4.如权利要求2所述的装置，其中所述遮掩装置(40)被配置为阻挡所述操作者的视野。

5.如权利要求2所述的装置，其中所述设备是车辆，以及所述操作者是所述车辆的驾驶员。

6.如权利要求5所述的装置，其中所述遮掩装置(40)使用在所述车辆的挡风玻璃和侧窗的其中之一上。

7.如权利要求1所述的装置，其中所述控制装置(50)接收关于所述设备的信息，并根据所述接收的信息来确定是否激活所述遮掩装置(40)以暂时遮掩所述操作者的视野。

8.如权利要求7所述的装置，还包括：

设备状态检测系统(20)，检测所述设备的操作状态；以及其中

所述控制装置(50)从所述设备状态检测系统(20)中接收表示所述检测到的操作状态的信息，并根据所述接收的信息来确定是否激活所述遮掩装置(40)以暂时遮掩所述操作者的视野。

9.如权利要求8所述的装置，其中所述设备是车辆，以及所述操作者是所述车辆的驾驶员。

10.如权利要求9所述的装置，其中所述设备状态检测系统(20)检测所述车辆的速度和所述车辆前面的图像中的至少一项。

11.如权利要求9所述的装置，其中所述遮掩装置(40)使用在所述车辆的挡风玻璃和侧窗的其中之一上。

12.如权利要求7所述的装置，还包括：

碰撞检测装置(30)，检测是否存在碰撞情况，所述碰撞情况是所述设备与物体的可能碰撞；以及其中

所述控制装置(50)根据所述碰撞检测装置(30)的输出来确定是否激活所述遮掩装置(40)以暂时遮掩所述操作者的视野。

13.如权利要求12所述的装置，其中所述设备是车辆，以及所述操作者是所述车辆的驾驶员。

14.如权利要求13所述的装置，其中所述遮掩装置(40)使用在所述车辆的挡风玻璃和侧窗的其中之一上。

15.一种视觉识别支持装置(100)，包括：

遮掩装置(40)，被配置为遮掩对设备进行操作的操作者的视野；

注意力水平检测装置(10)，检测所述操作者的注意力水平；

设备状态检测系统(20)，检测所述设备的操作状态；

碰撞检测装置(30)，检测是否存在碰撞情况，所述碰撞情况是所述设备与物体的可能碰撞；以及

控制装置(50)，根据所述注意力水平检测装置(10)、所述设备状态检测系统(20)以及所述碰撞检测装置(30)的输出来控制所述遮掩装置(40)的操作。

16.如权利要求15所述的装置，其中所述设备是车辆，以及所述操作者是所述车辆的驾驶员。