JP2008065705A - Dozing detector and dozing detecting method - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a dozing detector and a dozing detecting method, capable of detecting dozing even when a face orientation is downward. <P>SOLUTION: The dozing detector 10 for detecting dozing based on a facial image of a driver comprises a photographing means 2 taking the facial image of the driver, a nostril detecting means detecting a nostril from the facial image taken by the photographing means 2, and a driver state determination means 4c determining that the driver is dozing when no nostril is detected from the facial image. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、運転者の居眠り検知装置及び居眠り検知方法に関し、特に、運転者の顔画像を解析して運転者の居眠りを検知する居眠り検知装置及び居眠り検知方法に関する。   The present invention relates to a driver's snoozing detection device and a snoozing detection method, and more particularly to a snoozing detection device and a snoozing detection method for detecting a driver's snoozing by analyzing a driver's face image.

車両などを運転するオペレータの居眠りを検知して、注意喚起や減速などの制御を行うべく、閉眼時間や眼の開度に基づき居眠りを検知する方法が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。特許文献1では、運転者の顔画像を撮影し、濃淡画像から眼の位置を検出すると共に黒眼領域の増減に基づき眼の開度変化を検出し、眼の開度が所定以下となると居眠り又はその傾向があると判定する。   There has been proposed a method of detecting dozing based on eye-closing time and eye opening in order to detect drowsiness of an operator who drives a vehicle and perform control such as alerting and deceleration (see, for example, Patent Document 1). .) In Patent Document 1, a driver's face image is taken, the eye position is detected from the grayscale image, and the eye opening change is detected based on the increase / decrease of the black eye region. Or, determine that there is a tendency.

また、顔の向きを検出して注意喚起するため、顔画像の対称性を利用した顔向きの検出方法が提案されている(例えば、特許文献2参照。)。特許文献2では、運転者の顔画像を撮影し、運転者の顔画像から両眼及び鼻孔の4点の特徴部を検出し、この4点を結ぶ直線の長さや平面の大きさの変化から、運転者の顔向きを検出している。運転者の顔向きが所定時間以上継続して下向きと検出された場合、居眠り又はその傾向があると判定することができる。
特開2000−301962号公報 特開2005−266868号公報
Also, in order to detect the face orientation and call attention, a face orientation detection method using the symmetry of the face image has been proposed (see, for example, Patent Document 2). In Patent Document 2, a driver's face image is taken, four feature portions of both eyes and nostril are detected from the driver's face image, and the change in the length of a straight line connecting these four points and the size of the plane. The driver's face direction is detected. If the driver's face direction is detected as being downward for a predetermined time or longer, it can be determined that the driver is falling asleep or has a tendency to doze.
JP 2000-301962 A JP 2005-266868 A

しかしながら、特許文献1のように眼の開度変化を検出する居眠り検知方法では、眼の位置を追跡する必要があるため、眼の位置が追跡困難になると居眠り判定を禁止してしまう。したがって、居眠りにより顔が伏せられ眼の位置の検出が困難になると居眠り判定が行われず、居眠りしていても居眠りが検知されないおそれがある。   However, in the dozing detection method that detects a change in the opening degree of the eye as in Patent Document 1, it is necessary to track the position of the eye, and therefore the dozing determination is prohibited when it becomes difficult to track the position of the eye. Therefore, when the face is turned down due to the falling asleep and it becomes difficult to detect the position of the eyes, the dozing determination is not performed, and there is a possibility that the falling asleep will not be detected.

また、顔の対称性にのみ注目して顔向きを検出する場合、顔画像の撮影時の光環境、また、髪型やメガネの有無など個人差に起因して、精度よく顔向きを判定できない場合がある。   In addition, when detecting the face orientation by paying attention only to the symmetry of the face, the face orientation cannot be accurately determined due to the light environment at the time of photographing the face image or due to individual differences such as the presence of hairstyle or glasses. There is.

本発明は、上記課題に鑑み、顔向きが下向きになっても居眠りを検知することができる居眠り検知装置及び居眠り検知方法を提供することを目的とする。   In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a dozing detection device and a dozing detection method that can detect a dozing even when the face is turned downward.

上記課題を解決するため、本発明は、運転者の顔画像に基づき居眠りを検知する居眠り検知装置であって、運転者の顔画像を撮影する撮影手段と、撮影手段により撮影された顔画像から鼻孔を検出する鼻孔検出手段と、顔画像から鼻孔が検出されない場合、運転者が居眠りしていると判定する運転者状態判定手段と、を有することを特徴とする。   In order to solve the above-described problems, the present invention is a dozing detection device that detects dozing based on a driver's face image, and includes a photographing unit that captures a driver's face image, and a face image captured by the photographing unit. It has a nostril detection means for detecting a nostril and a driver state determination means for determining that the driver is asleep when no nostril is detected from the face image.

本発明によれば、顔画像における鼻孔の有無に基づき居眠りを検知するので、眼を追跡する必要がなく、また、運転者が顔を伏せて眼が検出されない体勢になっても居眠りを検出することができる。   According to the present invention, since dozing is detected based on the presence or absence of a nostril in the face image, it is not necessary to track the eyes, and even if the driver is in a posture in which the eyes are not detected because the face is turned down, the dozing is detected. be able to.

また、本発明の一形態において、鼻孔検出手段が単数のみの鼻孔を検出した場合、運転者状態検出手段は、運転者が横を向いていると判定することを特徴とする。本発明によれば、脇見運転を検知することができる。   In one embodiment of the present invention, when the nostril detection means detects only one nostril, the driver state detection means determines that the driver is facing sideways. According to the present invention, an aside look operation can be detected.

また、本発明の一形態において、鼻孔の検出の困難さを検出する鼻孔検出レベル検出手段を有し、鼻孔検出手段は、鼻孔の検出が困難なほど鼻孔検出が容易となるように制御値を設定する、ことを特徴とする。   Also, in one aspect of the present invention, there is a nostril detection level detection means for detecting difficulty in detecting the nostril, and the nostril detection means sets the control value so that the nostril detection becomes easier as the nostril detection becomes difficult. It is characterized by setting.

本発明によれば、鼻孔の検出容易レベルを検出して鼻孔の検出が困難な場合には検出し易くすることによって、居眠りの誤判定を低減し運転者が煩わしさを感じにくくすることができる。   According to the present invention, by detecting the level of easy detection of the nostril and making it easy to detect when the nostril is difficult, it is possible to reduce misjudgment and make it difficult for the driver to feel annoyance. .

顔向きが下向きになっても居眠りを検知することができる居眠り検知装置及び居眠り検知方法を提供することができる。   It is possible to provide a dozing detection device and a dozing detection method that can detect a dozing even when the face is turned downward.

以下、本発明を実施するための最良の形態について、実施例を上げながら図面を参照して説明する。   DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings with examples.

図1は、居眠り検知装置10の概略構成図を示す。本実施例の居眠り検知装置10は、第1段階としてカメラ2が撮影した顔画像の対称性に基づき顔向きを検出し、第2段階として鼻孔の検出状態に基づき最終的な運転者の顔向き又は居眠りを検知する。なお、運転者の顔向きを検出することなく鼻孔の検出状態に基づき居眠りを検知してもよい。   FIG. 1 is a schematic configuration diagram of the dozing detection device 10. The dozing detection device 10 of the present embodiment detects the face direction based on the symmetry of the face image taken by the camera 2 as the first step, and the final driver's face direction based on the nostril detection state as the second step. Or detect dozing. In addition, you may detect dozing based on the detection state of a nostril, without detecting a driver | operator's face direction.

カメラ2は、運転者1の顔を正面やや下方から臨む位置、例えば、メータパネル3内やステアリングコラムに配置される。カメラ2は、例えば、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)やCCD(Charge Coupled Device)の光電変換素子を有し、入射した光をその強度に応じて光電変換して、蓄積した電荷を電圧として読み出し、さらに増幅してA/D変換した後、所定の輝度階調(例えば、256階調)のデジタル画像(以下、顔画像という)を出力する。   The camera 2 is disposed at a position where the face of the driver 1 faces from the front or slightly below, for example, in the meter panel 3 or in the steering column. The camera 2 has, for example, a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) or a CCD (Charge Coupled Device) photoelectric conversion element, photoelectrically converts incident light according to its intensity, and reads the accumulated charge as a voltage. After further amplification and A / D conversion, a digital image (hereinafter referred to as a face image) having a predetermined luminance gradation (for example, 256 gradations) is output.

カメラ2は画像処理ECU(Electronic Control Unit)4に接続され、画像処理ECU4は運転者の顔画像を解析して居眠りを検知する。そして、衝突判定ECU5は、画像処理ECU4から居眠り検知信号を受信すると、CAN(Controller Area Network)など車内LANを介して接続されたメータECU6、ブレーキECU7及びシートベルトECU8に、運転者を注意喚起するため等の制御を実行する制御信号を送出する。   The camera 2 is connected to an image processing ECU (Electronic Control Unit) 4, and the image processing ECU 4 analyzes the driver's face image and detects a doze. When the collision determination ECU 5 receives the dozing detection signal from the image processing ECU 4, the collision determination ECU 5 alerts the driver to the meter ECU 6, the brake ECU 7, and the seat belt ECU 8 connected via an in-vehicle LAN such as a CAN (Controller Area Network). Therefore, a control signal for executing the control is sent out.

例えば、衝突判定ECU5は、シートベルトECU8と通信してシートベルトの巻き上げ要求信号を送信し、メータECU6にウォーニングランプを点灯させたり、警報音を吹鳴させることで運転者に注意を喚起する。また、ブレーキECU7に制動要求信号を送出し、先行車等との衝突を回避し又は衝撃を緩和させてもよい。   For example, the collision determination ECU 5 communicates with the seat belt ECU 8 to transmit a seat belt winding request signal, and alerts the driver by lighting a warning lamp or sounding an alarm sound to the meter ECU 6. Further, a brake request signal may be sent to the brake ECU 7 to avoid a collision with a preceding vehicle or the like or to reduce the impact.

なお、衝突判定ECU5にはレーダ装置やレーン検出用のカメラが接続されており、障害物等と衝突が不可避である場合にはシートベルトの巻き上げやブレーキ制御などプリクラッシュ制御を実行し、また、走行レーンを逸脱するおそれが生じた場合には電動ステアリングを操舵して車線を維持する制御を実行する。   The collision determination ECU 5 is connected to a radar device and a lane detection camera. When collision with an obstacle is unavoidable, pre-crash control such as seat belt hoisting and brake control is executed. When there is a possibility of deviating from the traveling lane, control is performed to maintain the lane by steering the electric steering.

画像処理ECU4は、プログラムを実行するCPU、プログラム実行の作業領域となり又は一時的にデータを記憶するRAM、イグニションオフしてもデータを保持するEEPROM(Electronically Erasable and Programmable Read Only Memory)、画像データの入力や他のECUとのインターフェイスとなる入出力インターフェイ、他のECUと通信する通信コントローラ、及び、プログラムを記憶するROM等がバスにより接続されたマイコンにより構成される。CPUがプログラムを実行することで、顔向き検出手段4a、鼻孔検出手段4b及び運転者状態判定手段4cを実現する。なお、衝突判定ECU5など他のECUも、CPU、RAM、EEPROM、入出力インターフェイス、通信コントローラ、及び、ROM等がバスにより接続されたマイコンにより構成される。   The image processing ECU 4 is a CPU that executes a program, a RAM that is a work area for program execution or temporarily stores data, an EEPROM (Electronically Erasable and Programmable Read Only Memory) that retains data even when the ignition is turned off, An input / output interface that serves as an interface with other ECUs, a communication controller that communicates with other ECUs, a ROM that stores programs, and the like are configured by a microcomputer connected by a bus. When the CPU executes the program, the face orientation detection unit 4a, the nostril detection unit 4b, and the driver state determination unit 4c are realized. Other ECUs such as the collision determination ECU 5 are also configured by a microcomputer in which a CPU, a RAM, an EEPROM, an input / output interface, a communication controller, a ROM, and the like are connected by a bus.

図2(a)は、カメラ2により撮影された顔画像の一例を示す。顔向き検出手段4aは図2(a)のごとき顔画像に画像処理を施し顔向きを検出し、鼻孔検出手段4bは鼻孔を検出する。鼻孔は2つあるので、全て検出可能であれば両方を、一方のみ検出可能であれば単数の鼻孔を検出する。   FIG. 2A shows an example of a face image photographed by the camera 2. The face orientation detection means 4a performs image processing on the face image as shown in FIG. 2A to detect the face orientation, and the nostril detection means 4b detects the nostril. Since there are two nostrils, both are detected if all are detectable, and a single nostril is detected if only one is detectable.

顔向きの検出及び鼻孔の検出について説明する。まず、顔向き検出手段4aは、人の顔の眼や鼻などパーツが左右対称に配置されていることを利用して顔向きを検出する。顔向き検出手段4aは、図2(b)に示すように顔画像の輝度値を上下方向及び横方向に微分処理してエッジ情報を取得する。   Detection of face orientation and nostril detection will be described. First, the face orientation detection means 4a detects the face orientation by utilizing the fact that parts such as the eyes and nose of a human face are arranged symmetrically. As shown in FIG. 2B, the face orientation detection unit 4a obtains edge information by differentiating the luminance value of the face image in the vertical direction and the horizontal direction.

図2(c)は顔画像からえられるエッジ情報の一例を示す。人の顔には、眉、眼、鼻孔唇等のパーツがほぼ左右に均等に配置されているので、パーツにより得られるエッジ情報も左右に略均等に分布していると考えられる。そこで、顔向き検出手段4aは、左右のエッジ情報の数がほぼ均等になるように顔の中央線を設定し、以降は、該中央線を追跡することで顔向きを検出する。   FIG. 2C shows an example of edge information obtained from the face image. Since parts such as eyebrows, eyes, and nostrils are arranged almost evenly on the left and right sides of the human face, it is considered that the edge information obtained from the parts is also distributed almost evenly on the left and right. Therefore, the face direction detection means 4a sets the center line of the face so that the number of left and right edge information is substantially equal, and thereafter, the face direction is detected by tracking the center line.

ところで、顔画像には背景や服装なども写っているため、それらのエッジ情報が人の顔と近似してしまうことがあり、顔向きを誤って検出するおそれがある。そこで、顔向きや鼻孔を検出する上では、顔画像から顔の輪郭を検出しておくことが好適となる。顔の輪郭は、例えば、順次撮影される顔画像の差分演算や、顔の標準画像(テンプレート)を使用したパターンマッチング、カラーの顔画像を用いて肌色の領域を検出する等の方法により検出される。   By the way, since the background and clothes are reflected in the face image, the edge information may be approximated to a human face, and the face orientation may be detected erroneously. Therefore, in detecting the face orientation and the nostrils, it is preferable to detect the face outline from the face image. The face contour is detected by, for example, a method of calculating a difference between sequentially captured face images, pattern matching using a standard face image (template), or detecting a skin color region using a color face image. The

順次入力される顔画像の差分演算を利用する場合、車や乗員の微振動のため顔画像から顔の輪郭を浮かび上がらせることができる。すなわち、背景が静止しているのに対し顔の輪郭より内側の画像は移動しうるので、輪郭部分の輝度が微少変動することで顔の輪郭が検出される。顔向き検出手段4aは、所定数の顔画像において輝度の変動の大きい領域を顔の輪郭として検出する。   When using the differential calculation of sequentially inputted facial images, the contour of the face can be raised from the facial image due to the slight vibration of the car or the occupant. That is, although the background is stationary, the image inside the face outline can move, so that the face outline is detected when the brightness of the outline portion slightly fluctuates. The face orientation detection unit 4a detects a region having a large variation in luminance in a predetermined number of face images as a face contour.

鼻孔検出手段4bは、このようにして得られた顔向き及び顔の輪郭から鼻孔を検出する。鼻孔は顔の中央部のやや下方に存在するので、中央線のやや下方の所定領域を検出対象領域に設定し、検出対象領域から鼻孔を検出することで、検出精度を向上することができる。   The nostril detection means 4b detects the nostril from the face orientation and the face outline thus obtained. Since the nostril exists slightly below the center of the face, the detection accuracy can be improved by setting a predetermined area slightly below the center line as the detection target area and detecting the nostril from the detection target area.

また、鼻孔は顔画像において暗く撮影されるので、暗部のみを取り出す所定の閾値により顔画像の画素値(輝度)を2値化することで抽出される。図3(a)は、図2(a)の顔画像を2値化した顔画像の一例を示す。2値化したのみでは、瞳や眉なども抽出されるため、検出対称領域から、黒領域が連結されている領域の画素数が鼻孔の大きさ程度の所定範囲に含まれるものを鼻孔として検出する。また、鼻孔は略楕円の形状であるので、外接矩形の縦横比により絞り込んでもよい。   Further, since the nostril is photographed dark in the face image, the nostril is extracted by binarizing the pixel value (luminance) of the face image with a predetermined threshold value for extracting only the dark part. FIG. 3A shows an example of a face image obtained by binarizing the face image shown in FIG. Since binarization only extracts pupils, eyebrows, and the like, detection is made from a detection symmetric area where the number of pixels in the area where the black area is connected is included in a predetermined range about the size of the nostril as a nostril To do. Further, since the nostrils have a substantially elliptical shape, the nostrils may be narrowed down by the aspect ratio of the circumscribed rectangle.

図3(b)は、画像処理により浮かび上がらせた顔の輪郭内に検出された鼻孔の一例を示す図である。以上のようにして、鼻孔検出手段4bは顔画像から鼻孔を検出する。そして、運転者状態判定手段4cは、鼻孔が検出されない場合に運転者が居眠りしていると判定する。   FIG. 3B is a diagram illustrating an example of a nostril detected in the contour of a face that is raised by image processing. As described above, the nostril detection means 4b detects the nostril from the face image. Then, the driver state determination unit 4c determines that the driver is asleep when the nostril is not detected.

カメラ2の撮影範囲と運転者の顔の位置から、運転者が正面を向いている場合は2つの鼻孔が検出可能であり、運転者が左右のいずれかを向いている場合は左右いずれかの鼻孔が検出可能である。したがって、鼻孔が2つとも検出されない場合は運転者がうつむいていると推定でき、運転者状態判定手段4cは鼻孔が2つとも検出されない時間が所定以上継続する場合、運転者が居眠りしていると判定する。   From the shooting range of the camera 2 and the position of the driver's face, two nostrils can be detected when the driver is facing the front, and either the left or right when the driver is facing the left or right A nostril can be detected. Therefore, when neither of the nostrils is detected, it can be estimated that the driver is depressed, and the driver state determination means 4c is sleeping when the time during which no two nostrils are detected continues for a predetermined period or longer. Is determined.

ところで、鼻孔の検出結果は、顔向きの検出結果にフィードバックすることができる。エッジ情報を検出した場合、上記のように背景などを顔のパーツがもたらすエッジ情報と誤検出する場合があるため、顔の輪郭を上下に大きく異なる位置で検出してしまう場合がある。   By the way, the detection result of the nostril can be fed back to the detection result of the face orientation. When the edge information is detected, the background or the like may be erroneously detected as the edge information provided by the face part as described above, and thus the face contour may be detected at a position that is greatly different in the vertical direction.

そこで、鼻孔が検出された場合には、鼻孔の検出位置を顔向きの検出位置にフィードバックすることで、顔向きの検出精度を向上することができる。鼻孔検出手段4bは、鼻孔が2つ検出された場合には2つの鼻孔の中間に中央線があることを確認し、鼻孔が1つ検出された場合には1つの鼻孔と間隔の狭い側の輪郭線との間に中央線があることを確認する。また、眼の開度に基づき居眠りを検知する場合、眼と鼻孔には相対的な位置関係があるので、鼻孔位置は眼の開度を監視する処理に有効な情報となる。   Therefore, when the nostril is detected, the detection accuracy of the face direction can be improved by feeding back the detection position of the nostril to the detection position of the face direction. When two nostrils are detected, the nostril detection means 4b confirms that there is a center line between the two nostrils. When one nostril is detected, the nostril detection means 4b Make sure that there is a center line between the contour line. In addition, when detecting dozing based on the opening of the eye, the eye and the nostril have a relative positional relationship, so the nostril position is effective information for monitoring the opening of the eye.

このように、鼻孔の検出結果を、顔向きの検出結果にフィードバックすることで、さらに顔向きの検出精度を向上させることができる。   Thus, the detection accuracy of the face orientation can be further improved by feeding back the detection result of the nostril to the detection result of the face orientation.

図4は、居眠り検知装置10が居眠りを検知する手順を示すフローチャート図である。図4のフローチャート図の処理は、イグニッションオンかつシフトポジションをドライブなど前進走行のポジションにシフトした場合にスタートする。   FIG. 4 is a flowchart showing a procedure in which the dozing detection device 10 detects a dozing. The process of the flowchart in FIG. 4 starts when the ignition is turned on and the shift position is shifted to a forward traveling position such as a drive.

まず、顔向き検出手段4aがカメラ2が撮影した顔画像から顔向きを検出し、鼻孔検出手段4bが顔向き検出結果を利用して鼻孔を検出する(S1)。鼻孔の検出は、全ての顔画像を対象に行ってもよいし所定のサイクル時間毎に行ってもよい。   First, the face direction detection unit 4a detects the face direction from the face image taken by the camera 2, and the nostril detection unit 4b detects the nostril using the face direction detection result (S1). The detection of the nostril may be performed on all face images, or may be performed every predetermined cycle time.

運転者状態判定手段4cは鼻孔の検出結果に応じて運転者の状態を判定する(S2)。鼻孔が2つとも検出される場合、運転者は正面を向いていると考えられるので、運転者状態判定手段4cは鼻孔検出を繰り返す。   The driver state determination means 4c determines the state of the driver according to the nostril detection result (S2). If both nostrils are detected, the driver is considered to be facing the front, so the driver state determination means 4c repeats nostril detection.

鼻孔が1つのみ検出される場合、運転者状態判定手段4cは運転者が左右のいずれか横方向を向いていると判定する(S3)。運転中、運転者は安全確認などのため、横方向を見ることがあるが、横方向を向いている時間が所定以上となった場合には、メッセージの表示や警報の吹鳴などを行う。   When only one nostril is detected, the driver state determination unit 4c determines that the driver is facing either the left or right side (S3). During driving, the driver may look in the horizontal direction for safety confirmation, etc., but if the time in which the driver is facing in the horizontal direction exceeds a predetermined time, a message is displayed or an alarm is sounded.

また、警報を吹鳴するか否かにおいてはステアリングの操舵方向を考慮し、操舵方向を向いている場合には警報の吹鳴を禁止することで運転者が煩わしく感じることを防止できる。また、横方向を向いている状態でレーダなどが障害物を検知した場合、通常よりも早めに警報を吹鳴することで、余裕を持って回避操作することができる。   In addition, whether or not an alarm is sounded is considered in consideration of the steering direction of the steering, and when the steering direction is turned, prohibiting the alarm sounding can prevent the driver from feeling troublesome. In addition, when the radar or the like detects an obstacle while facing in the horizontal direction, the avoidance operation can be performed with sufficient margin by sounding an alarm earlier than usual.

そして、鼻孔が2つとも検出されない場合、運転者は下方向を向いていると考えられるので、運転者状態判定手段4cは運転者が居眠りしていると判定する(S4)。上述のように、画像処理ECU4は衝突判定ECU5に居眠り検知信号を送出する(S5)。以上の処理により、衝突判定ECU5は、運転者に注意を喚起するための制御を実行できる。   And when neither nostril is detected, since it is thought that the driver is facing down, the driver state determination means 4c determines that the driver is asleep (S4). As described above, the image processing ECU 4 sends a doze detection signal to the collision determination ECU 5 (S5). By the above processing, the collision determination ECU 5 can execute control for alerting the driver.

鼻孔が2つとも検出されない場合として、運転者が大きく横を向いた場合も考えられる。例えば、ナビ画面を見ている場合だと正面に対し20度程度であるが、左側のドアミラーを見ている場合だと50〜60度、運転者の顔向きが横方向になり鼻孔は2つとも検出されない。このような場合には鼻孔が消失する直前の顔向きから横方向を向いていると判定されれば、注意喚起の制御を禁止することで、煩わしさを防止できる。また、運転者が後退走行のため後方を注視している場合は警報を吹鳴すべきでないので、横方向を向いていてもシフトポジション「R(リア)」を検出した場合には注意喚起の制御を禁止する。   As a case where no nostrils are detected, there may be a case where the driver is greatly turned sideways. For example, when looking at the navigation screen, it is about 20 degrees with respect to the front, but when looking at the left door mirror, it is 50-60 degrees, the driver's face is horizontal, and there are two nostrils. Neither is detected. In such a case, if it is determined that the face is directed laterally from the face immediately before the nostril disappears, the annoyance can be prevented by prohibiting the alerting control. Also, if the driver is looking backwards because he is traveling backward, an alarm should not be sounded. Therefore, if the shift position “R (rear)” is detected even if the driver is facing sideways, a warning control is performed. Is prohibited.

本実施例によれば、眼の位置や開度を検出しなくてもよいので、顔が伏せられている場合のように眼が検出されない場合であっても、居眠りを検出することができる。また、1つのみ検出されている場合には脇見検知することができる。   According to the present embodiment, since it is not necessary to detect the position and opening degree of the eyes, it is possible to detect dozing even when the eyes are not detected as in the case where the face is lying down. In addition, when only one is detected, a side look can be detected.

本実施例では、鼻孔を検出するための制御値を顔画像の撮影状況に応じて設定する居眠り検知装置10について説明する。   In the present embodiment, a dozing detection device 10 that sets a control value for detecting a nostril according to the photographing state of a face image will be described.

鼻孔の検出には鼻孔が暗部となることを利用するが、光の加減により鼻孔が形成する暗部の検出が困難な場合がある。そこで、本実施例では時刻や天候に応じて鼻孔を検出するための制御値を可変として、鼻孔が検出しにくい撮影状況では鼻孔を検出しやすくなるように制御値を設定する。   The detection of the nostril utilizes the fact that the nostril becomes a dark part, but it may be difficult to detect the dark part formed by the nostril due to light adjustment. Therefore, in this embodiment, the control value for detecting the nostril is made variable according to the time and the weather, and the control value is set so that the nostril can be easily detected in the photographing situation where the nostril is difficult to detect.

これにより、鼻孔が検出しにくい撮影状況であっても鼻孔を検出可能となり、居眠りを誤検知することを防止できる。なお、鼻孔を検出するための制御値とは、例えば、顔画像を2値化するための閾値、又は、鼻孔を検出する顔画像の撮影回数である。また、制御値として、輪郭内中央部のやや下方に設けられた検出対象領域の大きさ、鼻孔の黒領域の大きさや形状を判定するための上限及び下限値等、鼻孔の検出過程において基準とされる値又はその組み合わせを含めてもよい。   This makes it possible to detect a nostril even in a shooting situation in which the nostril is difficult to detect, and can prevent false detection of dozing. The control value for detecting the nostril is, for example, a threshold for binarizing the face image or the number of times the face image for detecting the nostril is captured. In addition, as control values, the reference in the process of detecting nostrils, such as the size of the detection target area provided slightly below the center in the contour, the upper and lower limits for determining the size and shape of the black area of the nostril, etc. Values or combinations thereof may be included.

鼻孔の検出に影響を与える撮影状況には、次のようなものがある。レベルn(n:1,2,3、…)は数字が大きいほど鼻孔が検出しやすいことを表す。   There are the following imaging situations that affect the detection of the nostril. Level n (n: 1, 2, 3,...) Represents that the larger the number, the easier the nostril is detected.

レベル1:晴天かつ昼間
例えば光の入射方向と顔の位置とが逆光の関係になると、暗部を検出することが困難になる。また、逆に、運転者の顔に真正面から光が入射した場合には、鼻孔に光が差し込んでしまい鼻孔を検出することが困難になる。
Level 1: It is difficult to detect a dark part when it is sunny and daylight, for example, when the incident direction of light and the position of the face are in a backlight relationship. Conversely, when light enters the driver's face from the front, the light enters the nostril, making it difficult to detect the nostril.

レベル2:ワイパーオン時
ワイパーがオンにされるのは雨天等であるが、雨天時には光が直接車内に入射して顔画像に影響を及ぼすことが少ないので晴天時に比べると鼻孔を検出しやすい。
Level 2: When the wiper is turned on, the wiper is turned on in rainy weather or the like, but when it is raining, light is directly incident on the inside of the vehicle and the face image is less affected.

レベル3:テールライトオン時
テールライトがオンにされるのは夕方から夜間であるが、夜間等は雨天時よりも光が直接入射することが更に少なくなるので、鼻孔の検出精度が高い状態となる。
Level 3: When the taillight is turned on The taillight is turned on from evening to night, but at night, etc., light is less directly incident than when it is raining, so the detection accuracy of the nostrils is high. Become.

居眠り検知装置10は、鼻孔の検出に影響を与える撮影状況を検出して、制御値を可変とする。図5(a)は、本実施例の画像処理装置の機能ブロック図を示す。なお、図5(a)において、図1と同一構成部分には同一の符号を付しその説明は省略する。   The dozing detection device 10 detects a photographing situation that affects the detection of the nostril and makes the control value variable. FIG. 5A shows a functional block diagram of the image processing apparatus of the present embodiment. In FIG. 5 (a), the same components as those in FIG.

図5(a)では、画像処理ECU4が、鼻孔検出レベル検出手段4d及び制御値4eを有する点で図1と異なる。鼻孔検出レベル検出手段4dは、「時計、ワイパーSW、テールランプSW、日射センサ(コンライトセンサ)」から時刻情報、オンオフ信号、日射量情報を取得し鼻孔の検出の困難さを示すレベルnを判定する。   5A differs from FIG. 1 in that the image processing ECU 4 has nostril detection level detection means 4d and a control value 4e. The nostril detection level detection means 4d obtains time information, on / off signal, and solar radiation amount information from the “clock, wiper SW, tail lamp SW, solar radiation sensor (conlight sensor)”, and determines the level n indicating the difficulty in detecting the nostrils. To do.

そして、鼻孔検出手段4bはこのレベルnに応じて制御値4eを抽出し、鼻孔を検出する。図5(b)は鼻孔の検出の困難さを示すレベルnと制御値4eの関係の一例を示す図である。制御値は値が小さいほど、鼻孔の検出が容易となるように設定されている。   And the nostril detection means 4b extracts the control value 4e according to this level n, and detects a nostril. FIG. 5B is a diagram showing an example of the relationship between the level n indicating the difficulty of detecting the nostril and the control value 4e. The control value is set such that the smaller the value, the easier the detection of the nostril.

制御値が2値化の閾値の場合、レベルnが小さい(鼻孔の検出が困難)場合には閾値を小さくすることで、暗部を検出しやすくすることができる。また、制御値が鼻孔を検出する顔画像の撮影回数の場合、レベルnが小さい場合には撮影回数を多くすることで、鼻孔を検出しやすくすることができる。   When the control value is a threshold value for binarization, when the level n is small (detection of the nostril is difficult), the dark portion can be easily detected by reducing the threshold value. Further, in the case where the control value is the number of times the face image is detected to detect the nostril, the nostril can be easily detected by increasing the number of times of shooting when the level n is small.

したがって、鼻孔の検出が困難な撮影状況でも鼻孔を検出することができ、居眠りの誤判定を防止しうる。なお、図5(b)に示すレベルnと制御値4eの関係は画像処理ECU4のROMに予め記憶されている。   Accordingly, the nostril can be detected even in a shooting situation where it is difficult to detect the nostril, and erroneous determination of dozing can be prevented. The relationship between the level n and the control value 4e shown in FIG. 5B is stored in advance in the ROM of the image processing ECU 4.

図6は、居眠り検知装置10が、撮影状況に応じて居眠りを検知する手順を示すフローチャート図である。なお、図6において図3と同一ステップには、同一の符号を付しその説明は簡単に行う。   FIG. 6 is a flowchart illustrating a procedure in which the dozing detection device 10 detects a dozing according to the shooting state. In FIG. 6, the same steps as those in FIG.

図6のフローチャート図では、鼻孔を検出する前に撮影状況を検出する点で異なる(S10)。鼻孔検出レベル検出手段4dは、テールライトがオンか否かを判定しオンであればレベル3、テールライトがオフであってワイパーがオンである場合はレベル2、テールライトとワイパーのいずれもがオフであれば、レベル1と判定する。なお、レベル1においてさらに日射センサにより日射方向や日射量等の日射情報を検出して、それに応じて制御値を設定してもよい。   The flowchart in FIG. 6 is different in that the photographing situation is detected before the nostril is detected (S10). The nostril detection level detection means 4d determines whether or not the taillight is on. If the taillight is on, it is level 3. If the taillight is off and the wiper is on, the level 2 is detected. If it is off, it is determined as level 1. In level 1, it is also possible to detect solar radiation information such as the direction of solar radiation and the amount of solar radiation with a solar radiation sensor, and set the control value accordingly.

鼻孔検出手段4bは、鼻孔検出レベル検出手段4dが判定したレベルnに応じて制御値4eを参照し、レベルに応じた制御値を設定する。   The nostril detection means 4b refers to the control value 4e according to the level n determined by the nostril detection level detection means 4d, and sets the control value according to the level.

以降は図3の処理手順と同様である。すなわち、鼻孔検出手段4bは、鼻孔を検出し(S1)、鼻孔が2つ共検出されない場合は運転者が居眠りしていていると判定する(S4)。   The subsequent steps are the same as the processing procedure of FIG. That is, the nostril detection means 4b detects a nostril (S1), and when both nostrils are not detected, it determines that the driver is asleep (S4).

本実施例によれば、撮影状況に応じて鼻孔検出のための閾値を可変とすることで、鼻孔を検出しにくい撮影状況であっても居眠り検知の誤判定を低減することができる。   According to the present embodiment, by making the threshold value for detecting the nostril variable according to the photographing situation, it is possible to reduce erroneous determination of dozing detection even in the photographing situation in which the nostril is difficult to detect.

以上のように本実施形態の居眠り検知装置10は、眼の位置を検出しなくてもよいので、顔向きが下向きになっても居眠りを検知することができる。   As described above, the dozing detection device 10 according to the present embodiment does not need to detect the position of the eyes, and thus can detect dozing even when the face is turned downward.

居眠り検知装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of a dozing detection apparatus. カメラにより撮影された顔画像の一例である。It is an example of the face image image | photographed with the camera. 2値化した顔画像の一例を示す。An example of a binarized face image is shown. 画像処理ECUが居眠りを検知する手順を示すフローチャート図である。It is a flowchart figure which shows the procedure in which image processing ECU detects dozing. 鼻孔の検出の困難さを示すレベルと制御値の関係の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the relationship between the level which shows the difficulty of detection of a nostril, and a control value. 画像処理ECUが、撮影状態に応じて居眠りを検知する手順を示すフローチャート図である。It is a flowchart figure which shows the procedure in which image processing ECU detects a doze according to an imaging state.

符号の説明Explanation of symbols

1 運転者
2 カメラ
3 メータパネル
4 画像処理ECU
4a 顔向き検出手段
4b 鼻孔検出手段
4c 運転者状態判定手段
4d 鼻孔検出レベル検出手段
4e 制御値
5 衝突判定ECU
6 メータECU
7 ブレーキECU
8 シートベルトECU
1 Driver 2 Camera 3 Meter panel 4 Image processing ECU
4a Face direction detection means 4b Nostril detection means 4c Driver state determination means 4d Nostril detection level detection means 4e Control value 5 Collision determination ECU
6 Meter ECU
7 Brake ECU
8 Seat belt ECU

Claims (4)

運転者の顔画像に基づき居眠りを検知する居眠り検知装置であって、
運転者の前記顔画像を撮影する撮影手段と、
前記撮影手段により撮影された前記顔画像から鼻孔を検出する鼻孔検出手段と、
前記顔画像から鼻孔が検出されない場合、前記運転者が居眠りしていると判定する運転者状態判定手段と、
を有することを特徴とする居眠り検知装置。
A dozing detection device that detects dozing based on a driver's face image,
Photographing means for photographing the face image of the driver;
Nostril detection means for detecting a nostril from the face image photographed by the photographing means;
If no nostrils are detected from the face image, driver state determination means for determining that the driver is dozing,
A dozing detection device characterized by comprising:
前記鼻孔検出手段が単数のみの鼻孔を検出した場合、前記運転者状態検出手段は、運転者が横を向いていると判定する、
ことを特徴とする請求項1記載の居眠り検知装置。
When the nostril detection means detects only one nostril, the driver state detection means determines that the driver is facing sideways,
The dozing detection device according to claim 1.
鼻孔の検出の困難さを検出する鼻孔検出レベル検出手段を有し、
前記鼻孔検出手段は、鼻孔の検出が困難なほど鼻孔検出が容易となるように制御値を設定する、
ことを特徴とする請求項1記載の居眠り検知装置。
Having nostril detection level detection means for detecting difficulty in detecting nostrils,
The nostril detection means sets the control value so that the nostril detection becomes easier as the detection of the nostril becomes difficult.
The dozing detection device according to claim 1.
運転者の顔画像に基づき居眠りを検知する居眠り検知方法であって、
運転者の前記顔画像を撮影する撮影ステップと、
居眠り検知装置が、前記撮影ステップにより撮影された前記顔画像から鼻孔を検出する鼻孔検出ステップと、
前記顔画像から鼻孔が検出されない場合、前記運転者が居眠りしていると判定する運転者状態判定ステップと、
を有することを特徴とする居眠り検知方法。

A dozing detection method for detecting dozing based on a driver's face image,
A shooting step for shooting the face image of the driver;
A snoozing detection device detects a nostril from the face image photographed by the photographing step, and a nostril detection step;
If no nostrils are detected from the face image, a driver state determination step for determining that the driver is dozing,
A dozing detection method characterized by comprising:

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