JP2009096323A - Camera illumination control device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a camera illumination control device capable of realizing the light flooding quantity of a light source optimum for pupillary extraction while suppressing an increase of the cost. <P>SOLUTION: The camera illumination control device has an output calculation unit 2 for performing the processing of Step S1 of calculating the optical axis of a near infrared ray camera unit 61, the processing of Step S2 of calculating the body axis of a driver, the processing of Step S3 of computing the position of a face of the driver, the processing of Step S4 of computing the distance between the near infrared ray camera unit 61 and the position of the face of the driver, the processing of Step S5 of calculating the intensity of the external light based on information obtained from a solar radiation sensor 8, and the processing of Step S6 of computing the output of the near infrared ray floodlight 3 based on the image pickup distance and the intensity of the external light. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、車両におけるドライバの視線を検知するために用いられるカメラのカメラ照明制御装置の技術分野に属する。   The present invention belongs to the technical field of a camera illumination control device for a camera used for detecting a driver's line of sight in a vehicle.

従来においては、瞳孔反射像を撮像する際、カメラの光軸上にない光源を用いて暗瞳孔反射像を撮像し、カメラの光軸上に光源を配置して明瞳孔反射像を撮像し、この2つの像の処理により、ドライバの視線を検出している(例えば、特許文献1参照。)。
また、明瞳孔画像と暗瞳孔画像の差分画像により、マーカー等を用いることなく瞳孔位置を検出しているものもある(例えば、特許文献2参照。)。
特開平11−263145号公報(第2−5頁、全図) 特開2005−348832号公報(第2−9頁、全図)
Conventionally, when capturing a pupil reflection image, a dark pupil reflection image is captured using a light source that is not on the optical axis of the camera, and a bright pupil reflection image is captured by placing a light source on the optical axis of the camera, The driver's line of sight is detected by processing these two images (see, for example, Patent Document 1).
In some cases, the pupil position is detected from a difference image between the bright pupil image and the dark pupil image without using a marker or the like (see, for example, Patent Document 2).
Japanese Patent Laid-Open No. 11-263145 (page 2-5, full view) JP 2005-348832 A (page 2-9, full view)

しかしながら、従来のカメラ照明制御装置にあっては、光源の投光量を適切にすることが充分ではなかった。   However, in the conventional camera illumination control device, it is not sufficient to make the light projection amount of the light source appropriate.

本発明は、上記問題点に着目してなされたもので、その目的とするところは、瞳孔抽出に最適な光源投光量にすることが、コストの増加を抑制しつつできるカメラ照明制御装置を提供することにある。   The present invention has been made paying attention to the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide a camera illumination control device that can suppress the increase in cost by making the light source projection amount optimal for pupil extraction. There is to do.

上記目的を達成するため、本発明では、ドライバの視線検出を行うために、ドライバ瞳孔の明瞳孔画像と暗瞳孔画像を撮像するカメラの近傍からドライバの瞳孔へ近赤外線の投光を行うカメラ照明の制御を行うカメラ照明制御装置において、前記カメラの光軸を車両装置から得る情報に基づいて算出するカメラ光軸演算手段と、前記ドライバの体軸を車両装置から得る情報に基づいて算出するドライバ体軸演算手段と、前記カメラ光軸と前記ドライバ体軸からドライバの顔位置を演算するドライバ顔位置演算手段と、前記カメラと前記ドライバ顔位置との距離を演算する撮像距離演算手段と、外光強度を車両装置から得る情報に基づいて算出する外光強度算出手段と、前記撮像距離と前記外光強度に基づいて前記カメラ照明の出力を演算する出力演算手段と、を備えたことを特徴とする。   In order to achieve the above object, in the present invention, in order to detect the driver's line of sight, camera illumination that projects near-infrared light from the vicinity of the camera that captures the bright and dark pupil images of the driver pupil to the driver's pupil In the camera illumination control device that controls the camera, a camera optical axis calculation unit that calculates the optical axis of the camera based on information obtained from the vehicle device, and a driver that calculates the body axis of the driver based on information obtained from the vehicle device Body axis calculation means, driver face position calculation means for calculating the driver's face position from the camera optical axis and the driver body axis, imaging distance calculation means for calculating the distance between the camera and the driver face position, Outside light intensity calculation means for calculating the light intensity based on information obtained from the vehicle device, and calculating the output of the camera illumination based on the imaging distance and the outside light intensity Characterized by comprising a force calculating means.

よって、本発明にあっては、瞳孔抽出に最適な光源投光量にすることが、コストの増加を抑制しつつできる。   Therefore, in the present invention, it is possible to make the light source projection amount optimal for pupil extraction while suppressing an increase in cost.

以下、本発明のカメラ照明制御装置を実現する実施の形態を、請求項1,2,3に係る発明に対応する実施例1に基づいて説明する。   Hereinafter, an embodiment for realizing the camera illumination control device of the present invention will be described based on Example 1 corresponding to the first, second, and third aspects of the invention.

まず、構成を説明する。
図1は実施例1のカメラ照明制御装置のブロック構成を示す図である。
実施例1のカメラ照明制御装置1は、出力計算部2、近赤外線投光器3、ステアリング調整機構部4、シート調整機構部5を主要な構成としている。
出力計算部2は、運転席のパワーシートの状態、ステアリング位置、それぞれの位置関係からドライバの体軸を算出し、カメラからドライバまでの距離を算出する。そして、日射の外光強度を得て、最適な赤外線投光量を算出し、出力する。
近赤外線投光器3は、入力された最適な赤外線投光量の算出値に従って、瞳孔検出用カメラにおける近赤外線の投光を行う。詳細は後述する。
First, the configuration will be described.
FIG. 1 is a diagram illustrating a block configuration of the camera illumination control apparatus according to the first embodiment.
The camera illumination control device 1 according to the first embodiment includes an output calculation unit 2, a near infrared projector 3, a steering adjustment mechanism unit 4, and a seat adjustment mechanism unit 5 as main components.
The output calculation unit 2 calculates the body axis of the driver from the state of the power seat in the driver's seat, the steering position, and the positional relationship between them, and calculates the distance from the camera to the driver. Then, the external light intensity of solar radiation is obtained, and the optimum infrared light projection amount is calculated and output.
The near-infrared projector 3 performs near-infrared light projection in the pupil detection camera according to the calculated calculated value of the optimum infrared light projection amount. Details will be described later.

ステアリング調整機構部4は、チルト角出力部41と、テレスコピック部42を備え、ステアリング位置の情報を出力計算部2へ出力する。
チルト角出力部41は、ステアリング位置として調整するチルト角の調整位置を出力計算部2へ出力する。
テレスコピック部42は、ステアリング位置として調整するステアリング前後位置の調整位置を出力計算部2へ出力する。
The steering adjustment mechanism unit 4 includes a tilt angle output unit 41 and a telescopic unit 42, and outputs information on the steering position to the output calculation unit 2.
The tilt angle output unit 41 outputs a tilt angle adjustment position to be adjusted as a steering position to the output calculation unit 2.
The telescopic unit 42 outputs to the output calculation unit 2 the adjustment position of the steering front-rear position that is adjusted as the steering position.

シート調整機構部5は、シート前後位置出力部51とリクライニング角出力部52を備え、パワーシートの状態の情報を出力計算部2へ出力する。
シート前後位置出力部51は、パワーシートの調整として、シート前後位置の情報を出力計算部2へ出力する。
リクライニング角出力部52は、パワーシートの調整として、シートのリクライニング角の情報を出力計算部2へ出力する。
The seat adjustment mechanism unit 5 includes a seat front / rear position output unit 51 and a reclining angle output unit 52, and outputs information on the state of the power seat to the output calculation unit 2.
The seat front / rear position output unit 51 outputs information on the seat front / rear position to the output calculation unit 2 as adjustment of the power seat.
The reclining angle output unit 52 outputs information on the reclining angle of the seat to the output calculation unit 2 as adjustment of the power seat.

次に、近赤外線投光器を用いているカメラの概略構造について説明する。
図2は、近赤外線カメラの概略構造を示す説明図である。
実施例1のカメラ照明制御装置1が照明制御を行う近赤外線カメラ部6は、近赤外線カメラ部61と、2つの近赤外線光源を組合せたカメラである。
近赤外線カメラ部61には、可視光カットフィルタを備えたカメラ部分の周囲を囲むように、近赤外線を発光するLEDを複数配置する。これにより、インナーLED部31を形成する。インナーLED部31は、近赤外線カメラ部61と同軸での投光を行う。つまり、明瞳孔画像を撮像するための光源となる。
Next, the schematic structure of a camera using a near infrared projector will be described.
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a schematic structure of the near-infrared camera.
The near-infrared camera unit 6 that is controlled by the camera illumination control device 1 according to the first embodiment is a camera that combines a near-infrared camera unit 61 and two near-infrared light sources.
In the near-infrared camera unit 61, a plurality of LEDs that emit near-infrared light are arranged so as to surround the periphery of the camera portion provided with a visible light cut filter. Thereby, the inner LED portion 31 is formed. The inner LED unit 31 performs light projection coaxially with the near-infrared camera unit 61. That is, it becomes a light source for capturing a bright pupil image.

次に、2つの近赤外線光源は、近赤外線カメラ部61と別体に設けられた光源であり、それぞれに複数LEDを配置して、アウターLED部32a、32bを構成する。アウターLED部32a、32bは、近赤外線カメラ部61と離れた別の光軸での投光を行う。つまり、暗瞳孔画像を撮像するための光源となる。
なお、近赤外線カメラ部61の出力映像は、NTSC方式によるものとし、これを受ける視線検知装置12により、画像を処理して視線検出を行う。
Next, the two near-infrared light sources are light sources provided separately from the near-infrared camera unit 61, and a plurality of LEDs are arranged on each of them to constitute the outer LED units 32a and 32b. The outer LED units 32 a and 32 b perform light projection on another optical axis that is separated from the near-infrared camera unit 61. That is, it becomes a light source for capturing a dark pupil image.
Note that the output image of the near-infrared camera unit 61 is based on the NTSC system, and the line-of-sight detection device 12 that receives the image processes the image and performs line-of-sight detection.

次に、近赤外線カメラ、近赤外線投光器等の車両設置状態を説明する。
図3は車両の設置状態を示す説明図である。
ドライバhが着座するシートは、いわゆるパワーシート7であり、位置調整は電動で行われる。パワーシート7は、上記説明したシート調整機構部5を備えている。
インストパネル9の上面には、エアコンシステムが用いるセンサとして、日射センサ8が設けられている。
ステアリングホイール10の配置部分は、調整のために上記説明したステアリング調整機構部4を備えている。そして、ステアリングホイール10の前後に貫通した部分を通して、ドライバhの目近傍の画像を撮像するよう近赤外線カメラ部6が、ステアリングコラム11の上面に配置されている。
Next, vehicle installation states such as a near-infrared camera and a near-infrared projector will be described.
FIG. 3 is an explanatory diagram showing the installation state of the vehicle.
The seat on which the driver h is seated is a so-called power seat 7, and the position adjustment is performed electrically. The power seat 7 includes the above-described seat adjustment mechanism portion 5.
A solar radiation sensor 8 is provided on the upper surface of the instrument panel 9 as a sensor used by the air conditioner system.
The arrangement portion of the steering wheel 10 includes the steering adjustment mechanism 4 described above for adjustment. A near-infrared camera unit 6 is disposed on the upper surface of the steering column 11 so as to capture an image in the vicinity of the eyes of the driver h through a portion penetrating the steering wheel 10 before and after.

ここで、パワーシート7、日射センサ8、ステアリングホイール10、に関する位置、状態情報は、他の装置で本来使用されるものであり、コストを増加させることなく、本実施例1の出力計算部2は情報を得ることが可能となる。   Here, the position and state information regarding the power seat 7, the solar radiation sensor 8, and the steering wheel 10 are originally used in other devices, and the output calculation unit 2 of the first embodiment does not increase the cost. Can get information.

作用を説明する。
[ドライバ視線検知用のカメラ照明制御]
図4に示すのは、実施例1のカメラ照明制御装置の出力計算部で実行されるドライバ視線検知用のカメラ照明制御処理の流れを示すフローチャートで、以下各ステップについて説明する。
The operation will be described.
[Camera lighting control for driver gaze detection]
FIG. 4 is a flowchart showing the flow of the camera illumination control process for driver gaze detection executed by the output calculation unit of the camera illumination control apparatus according to the first embodiment. Each step will be described below.

ステップS1では、ステアリング調整機構部4のチルト角情報、テレスコピック情報から、近赤外線カメラ部61のカメラ光軸を算出する。   In step S1, the camera optical axis of the near-infrared camera unit 61 is calculated from the tilt angle information and telescopic information of the steering adjustment mechanism unit 4.

ステップS2では、シート調整機構部5のシート前後位置情報、リクライニング角情報から、ドライバの体軸、つまり、体から頭を通るよう設定したものであり、ドライバの視線を決定するためのドライバの中心線を算出する。   In step S2, the center of the driver for determining the driver's line of sight is set based on the body axis of the driver, that is, the body to the head, based on the seat front-rear position information and the reclining angle information of the seat adjustment mechanism unit 5. Calculate the line.

ステップS3では、近赤外線カメラ部61のカメラ光軸と、ドライバ体軸からドライバの顔の位置を算出する。   In step S3, the position of the driver's face is calculated from the camera optical axis of the near-infrared camera unit 61 and the driver body axis.

ステップS4では、ドライバの顔の位置と近赤外線カメラ部61の位置との距離を算出する。   In step S4, the distance between the position of the driver's face and the position of the near-infrared camera unit 61 is calculated.

ステップS5では、日射センサ8からの情報により外光強度を検出する。   In step S5, the external light intensity is detected from information from the solar radiation sensor 8.

ステップS6では、近赤外線投光器3が投光する近赤外線の強度を算出し、出力する。   In step S6, the intensity of the near infrared ray projected by the near infrared projector 3 is calculated and output.

[瞳孔検出作用]
図5は明瞳孔状態と暗瞳孔状態の説明図である。図6は瞳孔検出の各状態の説明図である。
実施例1のカメラ照明制御装置を用いるドライバの視線検出では、明瞳孔状態と暗瞳孔状態の画像を用いる。
明瞳孔状態(明瞳孔現象)は、近赤外線カメラ部61の光軸の近くに光源として、インナーLED部31を配置することにより、撮像される瞳孔(角膜)が光って見える状態である(図5(a)参照)。これは可視光カメラ撮影時のいわゆる赤目現象と同様の発生原理である。このようにして撮像した画像を明瞳孔画像101とする。
[Pupil detection effect]
FIG. 5 is an explanatory diagram of a bright pupil state and a dark pupil state. FIG. 6 is an explanatory diagram of each state of pupil detection.
In the gaze detection of the driver using the camera illumination control device of the first embodiment, images of the bright pupil state and the dark pupil state are used.
The bright pupil state (bright pupil phenomenon) is a state in which the imaged pupil (cornea) appears to shine by disposing the inner LED unit 31 as a light source near the optical axis of the near-infrared camera unit 61 (FIG. 5 (a)). This is the same generation principle as the so-called red-eye phenomenon when shooting with a visible light camera. The image captured in this way is referred to as a bright pupil image 101.

これに対し、暗瞳孔状態(暗瞳孔現象)は、近赤外線カメラ部61の光軸から離れた位置に光源として、アウターLED部32a、32bを配置する。これにより撮像される瞳孔(角膜)は暗く写って見える状態となる(図5(b)参照)。このようにして撮像した画像を暗瞳孔画像102とする。   On the other hand, in the dark pupil state (dark pupil phenomenon), the outer LED portions 32 a and 32 b are arranged as light sources at positions away from the optical axis of the near infrared camera portion 61. As a result, the pupil (cornea) to be imaged appears to appear dark (see FIG. 5B). The image captured in this way is referred to as a dark pupil image 102.

実施例1のドライバの視線検出では、明瞳孔画像101、暗瞳孔画像102の差画像103を近赤外線カメラ部6によりそれぞれ、ほぼ同時刻、同位置で撮像し、視線検知装置12に入力する。
視線検知装置12では、明瞳孔画像101と暗瞳孔画像102からそのデータの差、つまり、瞳孔が光っている画像と瞳孔が暗い画像のように変化分(差分)を抽出した差画像103を生成する。
そして、この差画像103を所定のしきい値で二値化処理して二値化画像104を生成する。すると、明瞳孔画像101と暗瞳孔画像102の差が、2つの画像の主な差であるので、瞳孔の候補が検出されることになる。ここから、さらに、近接する2点のみを瞳孔とするなどの処理を行って瞳孔位置が検出される。固定されたカメラ位置と瞳孔位置の関係から視線は確定する。これにより、例えば、ドライバのよそ見などを検知することが可能になる。
In the driver's line-of-sight detection of the first embodiment, the difference image 103 between the bright pupil image 101 and the dark pupil image 102 is captured by the near-infrared camera unit 6 at approximately the same time and at the same position, and input to the line-of-sight detection device 12.
The line-of-sight detection device 12 generates a difference image 103 in which a difference between the data is extracted from the bright pupil image 101 and the dark pupil image 102, that is, a change (difference) is extracted like an image in which the pupil is shining and an image in which the pupil is dark. To do.
The difference image 103 is binarized with a predetermined threshold value to generate a binarized image 104. Then, since the difference between the bright pupil image 101 and the dark pupil image 102 is the main difference between the two images, pupil candidates are detected. From here, the pupil position is detected by performing processing such as making only two adjacent points into pupils. The line of sight is determined from the relationship between the fixed camera position and the pupil position. As a result, for example, it is possible to detect a driver's looking away.

[カメラ照明制御作用]
明/暗瞳孔法と呼ばれるこの視線検出は、比較的シンプルである。この視線検出では、適切な光量の赤外線の投光が行われることが必要である。
例えば、赤外線の投光量が強すぎれば、撮影画像が白くなりすぎる(白く飛ぶ)画像となり、瞳孔が抽出できない。逆に近赤外線の投光量が弱すぎれば、近赤外線投光が外光(外乱)に負けてしまい、明瞳孔状態(明瞳孔現象)を得ることができなくなる。
[Camera lighting control function]
This gaze detection, called the bright / dark pupil method, is relatively simple. In this line-of-sight detection, it is necessary that an appropriate amount of infrared light is projected.
For example, if the amount of light emitted by infrared rays is too strong, the captured image becomes an image that becomes too white (flys white), and the pupil cannot be extracted. On the other hand, if the near-infrared light projection amount is too weak, the near-infrared light projection is lost to external light (disturbance), and the bright pupil state (bright pupil phenomenon) cannot be obtained.

図7はドライバの顔位置の説明図である。図8、図9はドライバの顔位置の算出に関する説明図である。
近赤外線カメラ部6は、ステアリングコラム11の上面に固定されている。そのため、ステアリング調整機構部4の調整と一体となってカメラ位置が移動することになる。
つまり、ドライバがステアリングの調整位置を扱いやすい位置に調整すれば、同時にカメラ位置もドライバに合わせた位置に調整される。
FIG. 7 is an explanatory diagram of the driver's face position. 8 and 9 are explanatory diagrams regarding the calculation of the driver's face position.
The near-infrared camera unit 6 is fixed to the upper surface of the steering column 11. Therefore, the camera position moves together with the adjustment of the steering adjustment mechanism section 4.
That is, if the driver adjusts the steering adjustment position to an easy-to-handle position, the camera position is also adjusted to a position that matches the driver.

そのため、実施例1では、ステアリング調整機構部4のチルト角出力部41からのチルト角情報(チルト角α)、テレスコピック部42からのステアリング前後位置情報(調整位置A)を得る。そして、この情報から近赤外線カメラ部6の近赤外線カメラ部61のカメラ光軸201を算出する(ステップS1の処理、図8、図9参照)。
なお、近赤外線カメラ部61はステアリングコラム11の上面に固定されているため、カメラ光軸の角度は、チルト角αと同じ角度になる。異なる角度とした場合には、調整されたチルト角αにその差を加減した角度となる。
つまり、実施例1では、ステアリング調整の位置の記憶、又は位置変更の制御のために検出されるチルト角、前後位置からコストを抑制してカメラ光軸201を算出する。
Therefore, in the first embodiment, the tilt angle information (tilt angle α) from the tilt angle output unit 41 of the steering adjustment mechanism unit 4 and the steering front / rear position information (adjustment position A) from the telescopic unit 42 are obtained. And the camera optical axis 201 of the near-infrared camera part 61 of the near-infrared camera part 6 is calculated from this information (refer to the process of step S1, FIG. 8, FIG. 9).
Since the near-infrared camera unit 61 is fixed to the upper surface of the steering column 11, the angle of the camera optical axis is the same as the tilt angle α. When the angles are different, the difference is added to or subtracted from the adjusted tilt angle α.
In other words, in the first embodiment, the camera optical axis 201 is calculated while suppressing the cost from the tilt angle and the front-rear position detected for storing the steering adjustment position or controlling the position change.

次に、シート調整機構部5のシート前後位置出力部51からのシートの前後位置(調整位置B)と、リクライニング角出力部52からのリクライニング角βの情報を得る。
そして、この情報からドライバの体軸202を算出する(ステップS2の処理、図8、図9参照)。
Next, information on the seat front / rear position (adjustment position B) from the seat front / rear position output unit 51 of the seat adjustment mechanism unit 5 and the reclining angle β from the reclining angle output unit 52 is obtained.
Then, the driver's body axis 202 is calculated from this information (step S2, see FIGS. 8 and 9).

ドライバの体軸202、及びドライバの顔位置は、パワーシートのシート前後位置、リクライニング角により、図7(a),(b)のように変化する。実施例1では、広く普及しているパワーシートがドライバ位置を記憶することや、位置変更制御のために検出するシート前後位置、リクライニング角βを得てドライバの体軸202を、コストを抑制して算出する。   The driver's body axis 202 and the driver's face position change as shown in FIGS. 7A and 7B depending on the seat front-rear position and the reclining angle of the power seat. In the first embodiment, a power seat that is widely used stores the driver position, and obtains the seat longitudinal position detected for the position change control and the reclining angle β to reduce the cost of the driver's body axis 202. To calculate.

次に、図6に示すように、カメラ光軸201とドライバ体軸202の交点位置を求め、ドライバ顔位置203とする(ステップS3、図9参照)。
そして、ドライバ顔位置203と、近赤外線カメラ部61との距離Cを算出する(ステップS4)。
さらに、空調システムのために設けられる日射センサ8からの外光強度(ステップS5)と、ドライバ顔位置203と近赤外線カメラ部61との距離Cから、近赤外線投光器3として設けられたインナーLED部31、アウターLED部32a、32bの近赤外線の投光強度を算出する。
Next, as shown in FIG. 6, the intersection position of the camera optical axis 201 and the driver body axis 202 is obtained and set as the driver face position 203 (see step S3, FIG. 9).
Then, a distance C between the driver face position 203 and the near-infrared camera unit 61 is calculated (step S4).
Furthermore, the inner LED unit provided as the near-infrared projector 3 from the external light intensity (step S5) from the solar radiation sensor 8 provided for the air conditioning system and the distance C between the driver face position 203 and the near-infrared camera unit 61. 31, the near-infrared light projection intensity of the outer LED portions 32a and 32b is calculated.

これにより、外光の状態とドライバの顔までの距離Cを正確に得て、近赤外線の投光強度を決定することになり、確実に、明瞳孔画像と暗瞳孔画像を得ることができる。さらに、既存の装置から得る情報によって、コストが非常に抑制される。   Thereby, the state C of the external light and the distance C to the driver's face are accurately obtained, and the near-infrared light projection intensity is determined, so that the bright pupil image and the dark pupil image can be surely obtained. Furthermore, the cost is greatly reduced by the information obtained from existing devices.

さらに説明する。
ドライバ顔位置203と近赤外線カメラ部61との距離が近い場合には、近赤外線投光器3の出力はダウンさせる。これは、ドライバの顔に投光が届くよう出力レベルを調整するものである。距離が近いことによる強い投光により画像が白とび(真っ白な画像になる)しないように出力を下げる。
Further explanation will be given.
When the distance between the driver face position 203 and the near-infrared camera unit 61 is short, the output of the near-infrared projector 3 is reduced. This adjusts the output level so that the light reaches the driver's face. The output is lowered so that the image is not overexposed (a white image) due to strong light projection due to the close distance.

次に、ドライバ顔位置203と近赤外線カメラ部61との距離が遠い場合は、近赤外線投光器3の出力はアップさせる。これは、ドライバの顔に投光が届くよう出力レベルを調整するものである。距離が遠いことにより投光が減衰してしまうので、その分出力を上げる。   Next, when the distance between the driver face position 203 and the near-infrared camera unit 61 is long, the output of the near-infrared projector 3 is increased. This adjusts the output level so that the light reaches the driver's face. Since the light is attenuated due to the long distance, the output is increased accordingly.

次に、外光強度が弱い場合には、近赤外線投光器3の出力はダウンさせる。lこれは、外光に投光が負けてしまい、外光に投光がまぎれて明瞳孔画像が生じないことがないように出力レベルを調整するものである。つまり、この場合には投光が外光にまぎれてしまうことがないので出力を下げる。   Next, when the external light intensity is weak, the output of the near-infrared projector 3 is lowered. l This is to adjust the output level so that the light is not lost to the outside light and the light is not blocked by the outside light and a bright pupil image is not generated. That is, in this case, the output is lowered because the light projection is not covered by outside light.

次に、外光強度が強い場合には、近赤外線投光器3の出力はアップさせる。これは、外光に投光が負けてしまい、外光に投光がまぎれて明瞳孔画像が生じないことがないように出力レベルを調整するものである。つまり、この場合には投光が外光にまぎれてしまうことを防ぐために出力を上げる。
なお、これらの出力調整は人体への影響を配慮した範囲で行われる。
Next, when the external light intensity is high, the output of the near-infrared projector 3 is increased. This is to adjust the output level so that the light is not lost due to the external light and the bright light image is not generated due to the light being blocked by the external light. That is, in this case, the output is increased in order to prevent the light projection from being covered with outside light.
Note that these output adjustments are performed within a range that takes into consideration the influence on the human body.

実施例1のカメラ照明制御装置に対して、別の距離測定用のセンサを設けることを考える。すると、例えば、助手席の荷物を探ろうとしてかがんでいた場合、ヘッドレストまでの距離を顔までの距離と認識してしまう。
これに対し、実施例1では、シートに対して、図7(a),(b)に示すような適度な位置に、ドライバ体軸202があるとする。そうすれば、ヘッドレストまでの距離を顔までの距離と認識するようなことはない。
Consider providing another sensor for distance measurement to the camera illumination control apparatus of the first embodiment. Then, for example, if the user is crouching for the passenger's baggage, the distance to the headrest is recognized as the distance to the face.
In contrast, in the first embodiment, it is assumed that the driver body axis 202 is at an appropriate position as shown in FIGS. 7A and 7B with respect to the sheet. Then, the distance to the headrest is not recognized as the distance to the face.

また、実施例1のカメラ照明制御装置に対して、撮像した画像の輝度から自動補正を行うことを考える。すると、カメラの映像が遮られ、画面が真っ暗になると、その度に補正が必要になり画像の変動が大きなものになってしまう。
実施例1では、このように自動補正を行うものではないため、カメラの映像が遮られるようなことがあっても、算出され、出力される近赤外線に大きな変動が生じることはない。
Further, consider that the camera illumination control apparatus according to the first embodiment performs automatic correction from the brightness of a captured image. Then, when the image of the camera is blocked and the screen becomes completely dark, correction is necessary each time, and the fluctuation of the image becomes large.
In the first embodiment, since automatic correction is not performed in this way, even if the image of the camera is interrupted, there is no great variation in the near infrared ray that is calculated and output.

また、このような自動補正では、実施例1のようなカメラ位置にすると、ステアリング操作時にステアリングホイール10の回転軸からの支持部が、頻繁にカメラを遮ることになる。実施例1では、このような現象があっても問題は生じない。   In such automatic correction, when the camera position is set as in the first embodiment, the support portion from the rotating shaft of the steering wheel 10 frequently blocks the camera during the steering operation. In Example 1, there is no problem even if such a phenomenon occurs.

また、実施例1のカメラ照明制御装置に対して、現在の撮像画像の明るさから計算し、次のフレームの画像で投光出力を変更するフィードバック方式を考える。フィードバック方式では、画像が明るければ出力を弱くし、画像が暗ければ出力を強くすることになる。このフィードバック方式では、フレームごとに段階的に出力を調整するために最適な出力値となるまでに時間がかかることになる。   Further, consider a feedback method in which the camera illumination control apparatus according to the first embodiment is calculated from the brightness of the current captured image and the projection output is changed in the next frame image. In the feedback method, the output is weakened when the image is bright, and the output is strengthened when the image is dark. In this feedback method, it takes time until the optimum output value is reached in order to adjust the output step by step for each frame.

また、カメラをステアリングコラムに搭載した場合には、ステアリング操作によりカメラ視界が遮られ真っ暗になることが頻繁に生じる。また、操作中の手が近赤外線投光器の近くに来た場合、手に強い投光が当たって画面が真っ白になることなどが頻繁に生じる。こういった極端な明るさの画像から、通常の画像に復帰する際に単純なフィードバック制御を行うと時間がかかってしまう。
実施例1では、あらかじめ顔までの距離、外光強度から投光量の最適値を求めるため、通常の状態への復帰は非常に速くなる。
Further, when the camera is mounted on the steering column, the camera field of view is often obstructed by the steering operation and becomes dark. In addition, when the hand being operated comes near the near-infrared projector, it frequently occurs that the screen is completely white due to a strong projection on the hand. It takes time to perform simple feedback control when returning to an ordinary image from such an extremely bright image.
In the first embodiment, since the optimum value of the light projection amount is obtained in advance from the distance to the face and the external light intensity, the return to the normal state becomes very fast.

次に、効果を説明する。
実施例1のカメラ照明制御装置にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。
Next, the effect will be described.
In the camera illumination control device of the first embodiment, the effects listed below can be obtained.

(1)ドライバの視線検出を行うために、ドライバ瞳孔の明瞳孔画像と暗瞳孔画像を撮像する近赤外線カメラ部61の近傍からドライバの瞳孔へ近赤外線の投光を行う近赤外線投光器3の制御を行うカメラ照明制御装置1において、近赤外線カメラ部61の光軸をステアリング調整機構部4から得る情報に基づいて算出するステップS1の処理と、ドライバの体軸をシート調整機構部5から得る情報に基づいて算出するステップS2の処理と、カメラ光軸とドライバ体軸からドライバの顔位置を演算するステップS3の処理と、近赤外線カメラ部61とドライバ顔位置との距離を演算するステップS4の処理と、外光強度を日射センサ8から得る情報に基づいて算出するステップS5の処理と、撮像距離と外光強度に基づいて近赤外線投光器3の出力を演算するステップS6の処理を行う出力計算部2を備えたため、瞳孔抽出に最適な光源投光量にすることが、コストの増加を抑制しつつできる。   (1) Control of the near-infrared projector 3 for projecting near-infrared light from the vicinity of the near-infrared camera unit 61 that captures the bright pupil image and dark pupil image of the driver pupil to the driver's pupil in order to detect the driver's line of sight In the camera illumination control device 1 that performs the processing, the process of step S1 for calculating the optical axis of the near-infrared camera unit 61 based on the information obtained from the steering adjustment mechanism unit 4, and the information obtained from the seat adjustment mechanism unit 5 for the driver's body axis The process of step S2 calculated based on the above, the process of step S3 of calculating the driver's face position from the camera optical axis and the driver body axis, and the step S4 of calculating the distance between the near-infrared camera unit 61 and the driver face position. The process, the process of step S5 for calculating the external light intensity based on the information obtained from the solar sensor 8, and the near-infrared projector 3 based on the imaging distance and the external light intensity. It may due to an output calculation unit 2 which performs processing in step S6 for calculating the force to be the optimal source projection amount to the pupil extraction, while suppressing an increase in cost.

(2)近赤外線カメラ部61はステアリングコラム11に取付けるようにし、出力計算部2によるステップS1の処理は、ステアリング調整機構部4のチルト角出力部41からのチルト角、テレスコピック部42からのステアリングの前後位置に基づいてカメラ光軸を算出するため、既存のステアリング調整機構部4からの情報によりコストを抑制して、瞳孔抽出に最適な光源投光量にすることができる。   (2) The near-infrared camera unit 61 is attached to the steering column 11, and the processing of step S1 by the output calculation unit 2 includes the tilt angle from the tilt angle output unit 41 of the steering adjustment mechanism unit 4 and the steering from the telescopic unit 42. Since the camera optical axis is calculated based on the front and rear positions, the cost can be suppressed by the information from the existing steering adjustment mechanism unit 4, and the light source projection amount optimal for pupil extraction can be obtained.

(3)出力計算部2によるステップS2の処理は、パワーシートのシート調整機構部5のシート前後位置出力部51からのシート前後位置、リクライニング角出力部52からのリクライニング角に基づいてドライバ体軸を算出するため、既存のシート調整機構部5からの情報によりコストを抑制して、瞳孔抽出に最適な光源投光量にすることができる。   (3) The process of step S2 by the output calculation unit 2 is performed based on the seat longitudinal direction from the seat longitudinal position output unit 51 of the power seat adjustment mechanism unit 5 and the reclining angle from the reclining angle output unit 52. Therefore, the cost can be suppressed by the information from the existing sheet adjustment mechanism unit 5, and the light source projection amount optimal for pupil extraction can be obtained.

以上、本発明のカメラ照明制御装置を実施例1に基づき説明してきたが、具体的な構成については、これらの実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。
カメラ光軸、ドライバ体軸の演算には、さらに他の車両装置からの情報を得て演算するようにしてもよい。その場合、車両装置は既存の装置であることが望ましい。
As described above, the camera lighting control device of the present invention has been described based on the first embodiment, but the specific configuration is not limited to these embodiments, and the invention according to each claim of the claims is not limited thereto. Design changes and additions are allowed without departing from the gist.
The camera optical axis and driver body axis may be calculated by obtaining information from another vehicle device. In that case, the vehicle device is preferably an existing device.

実施例1のカメラ照明制御装置のブロック構成を示す図である。It is a figure which shows the block configuration of the camera illumination control apparatus of Example 1. FIG. 近赤外線カメラの概略構造を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows schematic structure of a near-infrared camera. 車両の設置状態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the installation state of a vehicle. 実施例1のカメラ照明制御装置の出力計算部で実行されるドライバ視線検知用のカメラ照明制御処理の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of the camera illumination control process for driver gaze detection performed by the output calculation part of the camera illumination control apparatus of Example 1. FIG. 明瞳孔状態と暗瞳孔状態の説明図である。It is explanatory drawing of a bright pupil state and a dark pupil state. 瞳孔検出の各状態の説明図である。It is explanatory drawing of each state of pupil detection. ドライバの顔位置の説明図である。It is explanatory drawing of the face position of a driver. ドライバの顔位置の算出に関する説明図である。It is explanatory drawing regarding calculation of the face position of a driver. ドライバの顔位置の算出に関する説明図である。It is explanatory drawing regarding calculation of the face position of a driver.

符号の説明Explanation of symbols

1 カメラ照明制御装置
2 出力計算部
3 近赤外線投光器
31 インナーLED部
32a アウターLED部
32b アウターLED部
4 ステアリング調整機構部
41 チルト角出力部
42 テレスコピック部
5 シート調整機構部
51 シート前後位置出力部
52 リクライニング角出力部
6 近赤外線カメラ部
61 近赤外線カメラ
7 パワーシート
8 日射センサ
9 インストパネル
10 ステアリングホイール
11 ステアリングコラム
12 視線検知装置
101 明瞳孔画像
102 暗瞳孔画像
103 差画像
104 二値化画像
201 カメラ光軸
202 ドライバ体軸
203 ドライバ顔位置
A (ステアリング)調整位置
B (シート)調整位置
C (カメラと顔の)距離
h ドライバ
α チルト角
β リクライニング角
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Camera illumination control apparatus 2 Output calculation part 3 Near-infrared light projector 31 Inner LED part 32a Outer LED part 32b Outer LED part 4 Steering adjustment mechanism part 41 Tilt angle output part 42 Telescopic part 5 Seat adjustment mechanism part 51 Seat front-and-rear position output part 52 Reclining angle output unit 6 Near-infrared camera unit 61 Near-infrared camera 7 Power seat 8 Solar radiation sensor 9 Instrument panel 10 Steering wheel 11 Steering column 12 Gaze detection device 101 Bright pupil image 102 Dark pupil image 103 Difference image 104 Binary image 201 Camera Optical axis 202 Driver body axis 203 Driver face position A (steering) adjustment position B (sheet) adjustment position C (camera and face) distance h Driver α Tilt angle β Reclining angle

Claims (3)

ドライバの視線検出を行うために、ドライバ瞳孔の明瞳孔画像と暗瞳孔画像を撮像するカメラの近傍からドライバの瞳孔へ近赤外線の投光を行うカメラ照明の制御を行うカメラ照明制御装置において、
前記カメラの光軸を車両装置から得る情報に基づいて算出するカメラ光軸演算手段と、
前記ドライバの体軸を車両装置から得る情報に基づいて算出するドライバ体軸演算手段と、
前記カメラ光軸と前記ドライバ体軸からドライバの顔位置を演算するドライバ顔位置演算手段と、
前記カメラと前記ドライバ顔位置との距離を演算する撮像距離演算手段と、
外光強度を車両装置から得る情報に基づいて算出する外光強度算出手段と、
前記撮像距離と前記外光強度に基づいて前記カメラ照明の出力を演算する出力演算手段と、
を備えたことを特徴とするカメラ照明制御装置。
In the camera illumination control device for controlling the camera illumination for projecting near infrared light from the vicinity of the camera that captures the bright pupil image and the dark pupil image of the driver pupil to the driver pupil to detect the driver's line of sight,
Camera optical axis calculation means for calculating the optical axis of the camera based on information obtained from the vehicle device;
Driver body axis calculation means for calculating the body axis of the driver based on information obtained from the vehicle device;
Driver face position calculating means for calculating a driver's face position from the camera optical axis and the driver body axis;
Imaging distance calculation means for calculating the distance between the camera and the driver face position;
An external light intensity calculating means for calculating the external light intensity based on information obtained from the vehicle device;
Output computing means for computing the output of the camera illumination based on the imaging distance and the external light intensity;
A camera illumination control device comprising:
請求項1に記載のカメラ照明制御装置において、
前記カメラをステアリングコラムに取付けるようにし、
前記カメラ光軸演算手段は、
ステアリング調整装置からのチルト角、ステアリングの前後位置に基づいてカメラ光軸を算出する、
ことを特徴とするカメラ照明制御装置。
The camera illumination control device according to claim 1,
The camera is attached to the steering column,
The camera optical axis calculation means is
Calculate the camera optical axis based on the tilt angle from the steering adjustment device and the front and rear position of the steering,
A camera illumination control device characterized by that.
請求項1又は請求項2に記載のカメラ照明制御装置において、
前記ドライバ体軸演算手段は、
パワーシートからのシート前後位置、リクライニング角に基づいてドライバ体軸を算出する、
ことを特徴とするカメラ照明制御装置。
In the camera illumination control device according to claim 1 or 2,
The driver body axis calculation means includes
Calculate the driver body axis based on the seat front and back position and reclining angle from the power seat,
A camera illumination control device characterized by that.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2020039841A1 (en) * 2018-08-21 2020-02-27 シャープ株式会社 Imaging device
US10652477B2 (en) 2017-09-20 2020-05-12 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Night vision imaging apparatus

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