CN105620386B - 驾驶者监控装置和用于控制其照明器的方法 - Google Patents

驾驶者监控装置和用于控制其照明器的方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种驾驶者监控装置，包括：驾驶者监控摄像机，其被配置为获取驾驶者的图像，同时调节照射光的照射范围；以及驾驶者状态传感器，其被配置为根据操作模式请求所述驾驶者监控摄像机调节照射范围。

Description

驾驶者监控装置和用于控制其照明器的方法
技术领域
本公开涉及驾驶者监控装置以及用于控制其照明器的方法，且更具体地涉及一种驾驶者监控装置和用于控制其照明器的方法，其通过在监控驾驶者状态时根据操作模式和外部环境，控制照明的照射范围和强度以将光仅照射到感兴趣的区域，从而能够在监控驾驶者状态中改进可靠性。
背景技术
通常地，驾驶者监控装置利用摄像机拍摄正在驾驶车辆的驾驶者并通过驾驶者的面部的拍摄图像确定驾驶者的驾驶状态(斜视(side glance)、他/她是否在瞌睡时驾驶车辆、凝视一点等等)。此外，驾驶者监控装置利用被驾驶的车辆的转向角信号、车辆速度信号和行驶位置等等，确定车辆的行驶状态。此外，驾驶者监控装置利用驾驶者状态和行驶状态在他/她处于不稳定驾驶状态时，来警告驾驶者他/她正处于不稳定驾驶状态，由此能够允许驾驶者平稳地驾驶车辆。驾驶者监控装置包括照明器，以便即使在夜晚或在外部灯光等被引入的环境中，通过摄像机顺畅地拍摄图像。
特别地，当驾驶者监控装置追踪凝视时，光照射在面部的整个区域上的情形下，由眼镜、配件、面部等等形成多个反射点，很难将该多个反射点和角膜反射点彼此区分开。
此外，照明器的能量需要增强以便克服诸如太阳光等等的外部光。然而，在这种情况下，由于面部区域的像素饱和，很难检测和追踪面部。
在根据现有技术的驾驶者监控装置中，照射的角度和辐射角是固定的。即使在利用可被调节的照明器的情形中，照明器的使用也被限于下面的情形，其中，照明区域的大小是恒定的，且面部的特定区域(例如，眼部区域)被追踪及被光照射，如EP 2371271 A1中所公开的。
发明内容
本公开解决现有技术中出现的上述技术问题，同时还可以完整保留现有技术所实现的优点。
本公开一方面提供一种驾驶者监控装置以及控制其照明器的方法，其能够通过根据监控驾驶者状态时的操作模式和外部环境将光的照射范围和强度控制成仅仅将光照射到感兴趣的区域，来改进监控驾驶者状态时的可靠性。
根据本公开的示例性实施例，一种驾驶者监控装置包括：驾驶者监控摄像机，其被配置为获得使用者的图像，同时调节照射光的照射范围；以及驾驶者状态传感器，其被配置为请求驾驶者监控摄像机根据操作模式调节照射范围。
驾驶者监控摄像机可包括：图像传感器，其被配置为获得使用者的图像；照明器，其被配置为发射照射光并可变地调节照射范围；以及控制器，其被配置为控制图像传感器和照明器的操作。
照明器可包括：光源，其被配置为发射光；透镜，其被配置为收集光源发射的光；以及驱动单元，其被配置为调节光源和透镜中的至少一个的位置。
照明器还可包括反射器，其被配置为反射穿过透镜的透射光。
照明器可包括：光源，其被配置为发射光；以及反射器，其被配置为反射光源发射的光。
照明器可通过排列有一个或多个光源的阵列的方式实现，。
照明器可选择性地打开一个或多个光源。
操作模式可为面部追踪模式和眼部追踪模式中的一个。
驾驶者状态传感器可包括：面部追踪模块，其被配置为从使用者的图像提取面部信息；眼部追踪模块，其被配置为从使用者的图像提取眼部信息；以及处理模块，其被配置为利用面部信息和眼部信息确定驾驶者的状态。
根据本公开的另一个示例性实施例，一种用于控制驾驶者监控装置的照明器的方法包括：确认驾驶者监控装置的操作模式；根据操作模式确定摄像机中设置的照明器的照射范围；以及根据所确定的照射范围调节照明器的照射范围。
操作模式可为面部追踪模式和眼部追踪模式中的一个。
在确定照明器的照射范围时，当操作模式为面部追踪模式时可确定面部区域为照射范围。
在确定照明器的照射范围时，当操作模式不为眼部追踪模式时，可确定眼部区域为照射范围。
在确定照明器的照射范围时，在光照射到眼部区域时眼镜产生光反射的情形下，可确定照射范围为瞳孔区域。
附图说明
根据下面的结合附图的详细说明，本公开的上述及其他目的、特色和优点将更显而易见。
图1为根据本公开的示例性实施例的驾驶者监控摄像机的框图。
图2A-图4B为示出图1中所示出的照明器的构造的示意图。
图5为示出包括图1中所示出的驾驶者监控摄像机的驾驶者监控装置的框图。
图6为示出根据本公开的示例性实施例的用于控制驾驶监控装置的照明器的方法的流程图。
附图标记说明
110：图像传感器
121：光源
122：透镜
123：驱动单元
130：控制器
100：驾驶者监控摄像机
210：面部追踪模块
220：眼部追踪模块
230：处理模块
S101：确认操作模式
S103：操作模式是否为面部追踪模式？
S105：将光照射到面部区域
S107：将光照射到眼部区域
S109：光反射是否由眼镜产生？
S111：将光照射到瞳孔区域
具体实施方式
此后，将参考附图详细描述本公开的示例性实施例。
图1是根据本公开的示例性实施例的驾驶者监控摄像机的框图，且图2A-图4B为示出图1中所示的照明器的构造的示意图。
如图1中所示出的，驾驶者监控摄像机100被配置为包括图像传感器110、照明器120和控制器130。
图像传感器110用于获得使用者的图像。例如，图像传感器110获取使用者面部或眼部的图像。图像传感器110可被实施为一个或多个图像传感器，诸如电荷耦合器件(CCD)图像传感器、互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器、电荷充放电器件(CPD)图像传感器、电荷注入器件(CID)图像传感器、红外图像传感器，等等。
驾驶者监控摄像机100可由一个或多个图像传感器构成。例如，驾驶者监控摄像机100可由立体摄像机实现。
照明器120由一个或多个光源121构成。光源121可由发光元件、红外发光元件、灯、荧光灯、汞灯及钠灯中的任意一个实现。
照明器120包括发射光的光源121、收集光源121发射出的光的透镜122、以及调节光源121和/或透镜122的位置的驱动单元123。如在图2A和图2B中所示出的，照明器120的驱动单元123可调节光源121的位置或控制透镜122的位置。
同时，如图3A-图3C中所示出的，照明器120还可包括反射器124，其将穿过透镜122的透射光反射到光源121和透镜122之外。此处，驱动单元123可被实施为调节反射器124的位置和角度。
同时，如图3C中所示的，照明器120也可由光源121、反射器124和驱动单元123构成。此处，驱动单元123调节反射器124的位置和角度。
此外，如图4A和图4B中所示出的，照明器120可由排列有一个或多个光源121的阵列实现。照明器120根据驾驶者监控装置的操作模式可选择地打开一个或多个光源121。构成该阵列的光源121需要紧密布置，以便利用该阵列以较窄的眼部或瞳孔的照射角覆盖整个面部位置。
例如，如图4A中所示出的，构成阵列的各个光源121的照射范围是固定的。此处，如图4B中所示出的，为了降低构成阵列的光源121的数量，利用相邻光源121之间的强度插补，光可被照射到各个光源121之间的角度。
控制器130控制图像传感器110和照明器120的操作。控制器130根据驾驶者状态传感器200的需求控制照明器120，以调节照射范围(照射区域的大小)和照射强度(光强度)。
图5为示出包括图1中所示出的驾驶者监控摄像机的驾驶者监控装置的框图。
驾驶者监控装置被配置为包括驾驶者监控摄像机100和驾驶者状态传感器200。
驾驶者监控摄像机100根据驾驶者状态传感器200工作在面部追踪模式或眼部(凝视)追踪模式。
在驾驶者监控摄像机100工作在面部追踪模式的情形中，它控制照明器120将光照射到面部区域并通过图像传感器110获取使用者的图像。
同时，在驾驶者监控摄像机100工作在眼部追踪模式的情形中，确定照明器120的照射范围为眼部区域并通过图像传感器110获取使用者的图像。当在将光照射到眼部区域时眼镜产生反射光时，驾驶者监控摄像机100确定照射范围为瞳孔区域，并控制照明器120的驱动单元123调节照射范围。
驾驶者状态传感器200将控制信号输出到驾驶者监控摄像机100以调节照明器120的照射范围。驾驶者状态传感器200包括面部追踪模块210、眼部追踪模块220和处理模块230。
面部追踪模块210通过驾驶者监控摄像机100所获得的使用者的图像检测使用者的面部，并追踪所检测的面部的方向、角度等等。
眼部追踪模块220从驾驶者监控摄像机100所获得的使用者的图像提取眼部区域，并检测所提前的眼部区域中的瞳孔和光反射点。此外，眼部追踪模块220利用瞳孔和光反射点的位置信息追踪凝视。此处，在使用者(驾驶者)所佩戴的眼镜上产生光反射的情形中，眼部追踪模块220请求驾驶者监控摄像机100减小照明器120的照射范围。照明器120控制驱动单元123调节光源121和/或透镜122的位置，由此将照射范围减小到预定的比率(例如，瞳孔区域)。
处理模块230利用面部追踪模块210和/或眼部追踪模块220提供的面部信息和眼部信息(或凝视信息)确认驾驶者的状态。此外，处理模块230根据驾驶者的状态输出以图像和/或声音信息形式的警报。处理模块230通过显示装置和声音输出装置(例如，扬声器)输出警报(警告)。此处，显示装置可包括液晶显示器(LCD)、薄膜晶体管液晶显示器(TFTLCD)、有机发光二极管(OLED)、柔性显示器、3D显示器、透明显示器、加盖显示器和触摸屏中的一个或多个。
尽管本示例性实施例中已描述了面部追踪模块210和眼部追踪模块220与驾驶者监控摄像机100独立配置，但本公开不限于此。即，面部追踪模块210和眼部追踪模块220也可被配置为包含于驾驶者监控摄像机100。
图6为示出用于控制根据本公开的示例性实施例的驾驶者监控装置的照明器的方法的流程图。
驾驶者监控摄像机100确认驾驶者监控装置的操作模式(S101)。驾驶者监控摄像机100根据驾驶者状态传感器200所输出的请求信号工作在面部追踪模式和眼部(凝视)检测模式。即，驾驶者监控摄像机100的控制器130基于驾驶者状态传感器200的请求信号可确认驾驶者监控装置的操作模式。
当操作模式为面部追踪模式时，驾驶者监控摄像机100确定面部区域为照射范围，并控制照明器120将光照射到面部区域(S103和S105)。
当操作模式不为面部追踪模式时，驾驶者监控摄像机100确定照射范围为眼部区域，并控制照明器120将光照射到眼部区域(S107)。
驾驶者监控摄像机100确认在将光照射到眼部区域时，是否产生由眼镜反射的光(S109)。即，驾驶者状态传感器200的眼部追踪模式220确认驾驶者(使用者)是否佩戴眼镜，以通知驾驶者监控摄像机100驾驶者(使用者)是否佩戴眼镜。
在由眼镜的光反射产生时，驾驶者监控摄像机100确定照射范围为瞳孔区域，并控制照明器120以调节(减小)照射范围(S111)。
随后，驾驶者状态传感器200利用通过驾驶者监控摄像机100所获得的面部信息和眼部信息(凝视信息)判定驾驶者的状态。
如上所述，根据本公开的示例性实施例，照射范围和照明强度被控制成根据监控驾驶者的状态时的操作模式和外部环境来将光仅照射到感兴趣的区域，由此，能够改进监控驾驶者状态时的可靠性。
尽管本示例性实施例中已描述了仅仅照射范围可调节的情形，但本公开不限于此，也可被实施成调节光强度。

Claims (12)

1.一种驾驶者监控装置，包括：
驾驶者监控摄像机，其被配置为：获取使用者的图像，同时调节照射光的照射范围；以及
驾驶者状态传感器，其被配置为：根据所述驾驶者监控装置的操作模式是面部追踪模式还是眼部追踪模式，请求所述驾驶者监控摄像机将照射范围调节到面部区域或眼部区域，
其中，当在将光照射到所述眼部区域时，在获得的使用者图像中检测到瞳孔和光反射点的情况下，所述驾驶者监控摄像机基于瞳孔和光反射点的位置信息，将照射范围减小到预定比率。
2.根据权利要求1所述的驾驶者监控装置，其中，所述驾驶者监控摄像机包括：
图像传感器，其被配置为获取使用者的图像；
照明器，其被配置为发射照射光并可变地调节照射范围；以及
控制器，其被配置为控制所述图像传感器和所述照明器的操作。
3.根据权利要求2所述的驾驶者监控装置，其中，所述照明器包括：
光源，其被配置为发射光；
透镜，其被配置为收集光源发射的光；以及
驱动单元，其被配置为调节所述光源和所述透镜中的至少一个的位置。
4.根据权利要求3所述的驾驶者监控装置，其中，所述照明器还包括配置为反射穿过透镜的透射光的反射器。
5.根据权利要求2所述的驾驶者监控装置，其中，所述照明器包括：
光源，其被配置为发射光；以及
反射器，其被配置为反射所述光源发射的光。
6.根据权利要求2所述的驾驶者监控装置，其中，所述照明器由排列有一个或多个光源的阵列实现。
7.根据权利要求6所述的驾驶者监控装置，其中，所述照明器可选择地打开一个或多个光源。
8.根据权利要求1所述的驾驶者监控装置，其中，所述驾驶者状态传感器包括：
面部追踪模块，其被配置为从使用者的图像提取面部信息；
眼部追踪模块，其被配置为从使用者的图像提取眼部信息；以及
处理模块，其被配置为利用面部信息和眼部信息判定驾驶者的状态。
9.一种用于控制驾驶者监控装置的照明器的方法，包括以下步骤：
确认驾驶者监控装置的操作模式；
根据所述操作模式是面部追踪模式还是眼部追踪模式，确定摄像机中设置的所述照明器的照射范围；以及
根据所确定的照射范围，将所述照明器的照射范围调节到面部区域或眼部区域，
其中，当在将光照射到所述眼部区域时，在获得的使用者图像中检测到瞳孔和光反射点的情况下，所述摄像机基于瞳孔和光反射点的位置信息，将照射范围减小到预定比率。
10.根据权利要求9所述的用于控制驾驶者监控装置的照明器的方法，其中，在确定所述照明器的照射范围时，当操作模式为所述面部追踪模式时，确定面部区域为照射范围。
11.根据权利要求9所述的用于控制驾驶者监控装置的照明器的方法，其中，在确定所述照明器的照射范围时，当操作模式不是所述面部追踪模式时，确定眼部区域为照射范围。
12.根据权利要求11所述的用于控制驾驶者监控装置的照明器的方法，其中，在确定所述照明器的照射范围时，在将光照射到眼部区域时产生由眼镜造成的光反射的情形下，确定照射范围为瞳孔区域。
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