JP2010179817A - Anti-dazzling device for vehicle - Google Patents
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Description
本発明は、車両用防眩装置、特に、運転者の瞳孔に入射する眩光を検出し、遮光または減光する車両用防眩装置に関する。 The present invention relates to a vehicle anti-glare device, and more particularly to a vehicle anti-glare device that detects glare incident on a driver's pupil and blocks or reduces the light.
従来、車両等の運転者の目に入射する眩光を自動的に検出し、遮蔽または減衰させる防眩装置として、眩光の発生源である太陽と運転者の瞳孔の位置を結んだ直線上に遮光物を置くように構成したものが知られている(特許文献1参照)。 Conventionally, as an anti-glare device that automatically detects and blocks or attenuates glare incident on the eyes of the driver of a vehicle or the like, the light is blocked on a straight line connecting the sun, which is the source of glare, and the position of the driver's pupil. The thing comprised so that a thing may be put is known (refer patent document 1).
また、運転者の目の位置を検出し、検出された目の位置の明るさ(眼球の周囲の明るさ)から眩惑状態を判断するように構成した車両用減光装置が知られている(特許文献2参照)。 Further, there is known a vehicle dimming device configured to detect the position of the driver's eyes and determine the dazzling state from the brightness of the detected eye position (brightness around the eyeball) ( Patent Document 2).
しかしながら、特許文献1に記載の防眩装置は、眩光の発生源である太陽の位置情報を求めるために、時刻および車両の位置、車両の向きなどの情報を必要とし、このためにGPSアンテナや、方位センサを備えなければならず、構造が複雑になるという問題がある。 However, the anti-glare device described in Patent Document 1 requires information such as the time, the position of the vehicle, and the direction of the vehicle in order to obtain the position information of the sun that is the source of glare. However, there is a problem that an orientation sensor must be provided and the structure becomes complicated.
また、特許文献2に記載の車両用減光装置は、眩光の光源に関する情報は必要としないが、運転者の目の位置の明るさで眩惑状態かどうか判断するため、眩惑状態ではない場合にも減光してしまうという問題があった。
In addition, the vehicle dimming device described in
本発明は、このような従来の問題を解決するためになされたものであり、車内に設置した撮像手段から得られた画像情報のみで、眩惑状態を的確に判断して光源からの眩光を遮断または減衰できる車両用防眩装置を提供することを目的とするものである。 The present invention has been made in order to solve such a conventional problem, and by using only image information obtained from imaging means installed in a vehicle, the dazzling state is accurately determined to block glare from the light source. Another object of the present invention is to provide a vehicle antiglare device that can be attenuated.
本発明の車両用防眩装置は、車両の運転者の視界の中で眩惑を引起す光源から、運転者の目への入射光を遮光または減衰させる遮光手段と、運転者の少なくとも目を撮像する少なくとも1台の撮像手段と、撮像手段により撮像された画像を解析し、運転者の目の瞳孔に入射する入射光がある場合には、入射光を遮光または減衰させるように、遮光手段を制御する画像解析制御手段とを備えることを特徴としている。 An anti-glare device for a vehicle according to the present invention captures at least eyes of a driver, and a light shielding means for shielding or attenuating light incident on a driver's eyes from a light source that causes glare in a driver's field of view. Analyzing at least one imaging unit and an image captured by the imaging unit, and if there is incident light incident on the pupil of the driver's eye, the light shielding unit is arranged to block or attenuate the incident light. The image analysis control means to control is provided.
画像解析制御手段は、撮像手段により撮像された画像を解析する際に、入射光が運転者の瞳孔の上で反射した反射光がある場合に、運転者は眩惑状態にあると判断する。 When analyzing the image picked up by the image pickup means, the image analysis control means determines that the driver is in a dazzling state when there is reflected light in which incident light is reflected on the driver's pupil.
以上の構成により、運転者が眩惑を感じる場合にのみ、遮光するように制御することができる。 With the above configuration, it is possible to control to block light only when the driver feels dazzling.
また、撮像手段は、光源の方向と一致する方向に設置するのが好適である。この構成により、運転者の眼球に入射光があるか否かを正確に判断することができる。 Further, it is preferable that the image pickup means is installed in a direction that coincides with the direction of the light source. With this configuration, it is possible to accurately determine whether or not there is incident light on the driver's eyeball.
さらに、撮像手段が複数台設置されている場合には、複数台の撮像手段により撮像された画像を解析して、運転者の顔の向きを検出する顔向き検出手段と、検出された顔の向きによって、顔の正面を撮像している1台の撮像手段を選択する選択手段とをさらに備えるのが好適である。この構成により、運転者の顔の向きに応じて、眩惑を感じる状態かどうかを判断することができる。 Further, when a plurality of image pickup means are installed, a face direction detection means for analyzing the image picked up by the plurality of image pickup means and detecting the face direction of the driver, and the detected face It is preferable to further include selection means for selecting one imaging means that images the front of the face depending on the orientation. With this configuration, it is possible to determine whether or not the user feels dazzled according to the direction of the driver's face.
本発明の防眩装置によれば、撮像手段により撮像された運転者の目の画像を解析し、運転者の瞳孔に入射する入射光のみを遮光または減衰させるので、少ない情報に基づいて、眩惑状態ではない場合に不必要に入射光を遮光または減衰することなく、運転者が眩惑を感じる場合にのみ遮光または減衰することができる。 According to the anti-glare device of the present invention, the image of the driver's eyes imaged by the imaging means is analyzed, and only the incident light incident on the driver's pupil is shielded or attenuated. Without being unnecessarily blocked or attenuated when it is not in a state, it can be blocked or attenuated only when the driver feels dazzled.
以下、本発明の車両用防眩装置の実施例について、図面を参照して説明する。 Embodiments of an antiglare device for a vehicle according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
(第1の実施例)
図1に示すように、本発明の第1の実施例における車両用防眩装置6は、運転者の目を撮像する撮像手段1と、撮像手段1の出力画像から運転者の瞳孔の位置および領域を検出する瞳孔検出手段2と、瞳孔検出手段2が検出した瞳孔およびその周辺の眼球からの反射光の位置を検出する反射光検出手段3と、眩惑を引起す光源からの入射光を遮光または減衰させる遮光手段5と、検出された瞳孔の位置および領域と反射光の位置とに基づいて遮光手段5を制御する制御手段4とを備えている。
(First embodiment)
As shown in FIG. 1, the vehicle anti-glare device 6 according to the first embodiment of the present invention includes an imaging unit 1 that images a driver's eyes, and the position of the driver's pupil from an output image of the imaging unit 1. Pupil detection means 2 for detecting the region, reflected light detection means 3 for detecting the position of the reflected light from the pupil detected by the pupil detection means 2 and the surrounding eyeball, and incident light from the light source causing dazzling is shielded. Alternatively, the light shielding means 5 for attenuating and the control means 4 for controlling the light shielding means 5 based on the detected position and area of the pupil and the position of the reflected light are provided.
遮光手段5は、車両のウィンドシールドやミラーの表面に設けられ、ウィンドシールドまたはミラーの特定の部位だけを遮光または減衰することができるものであり、例えば調光ガラスで構成される。調光ガラスは、液晶シートがガラス板で挟まれており、電気的制御手段により液晶シートの任意部位の透過率を変えることができるものであり、透明から光を完全に遮断するまで調整することができる。 The light shielding means 5 is provided on the surface of the windshield or mirror of the vehicle, and can shield or attenuate only a specific part of the windshield or mirror, and is made of, for example, light control glass. The light control glass has a liquid crystal sheet sandwiched between glass plates, and the electrical control means can change the transmittance of any part of the liquid crystal sheet, and it is adjusted until it completely blocks light from being transparent. Can do.
撮像手段1は、例えばCCDカメラ(以下、単にカメラという)で構成される。カメラ1で撮像された画像は、瞳孔検出手段2、反射光検出手段3、および制御手段4を構成する画像解析制御装置(CPU)7に入力される。このようなカメラ1およびCPU7は、車内に設置される。カメラ1およびCPU7が、車内に搭載された状態を、図2に示す。ウィンドシールド8の内面に、遮光手段、例えば調光ガラス9が張合わされている。また、図示しないが、ルームミラー,サイドミラーの表面にも調光ガラスが張合わされている。
The imaging means 1 is composed of, for example, a CCD camera (hereinafter simply referred to as a camera). An image captured by the camera 1 is input to an image analysis control device (CPU) 7 that constitutes the pupil detection means 2, the reflected light detection means 3, and the control means 4. Such a camera 1 and
車両の運転者に眩惑を引起す入射光には、図3に示すように、車両の前方から運転者10の目に入射する光11、後方からの光14がルームミラー13で反射して運転者10の目に入射する光、車両の後方または側方からの光15がサイドミラー12で反射して運転者10の目に入射する光などがある。
As shown in FIG. 3, the incident light that causes dazzling to the driver of the vehicle is reflected by the
このとき、運転者が入射光により眩惑を感じる状態か否かは、運転者の目の網膜に入射光が届くか否かで決る。網膜に入射光が届くには、瞳孔を通過しなければならない。 At this time, whether or not the driver feels dazzled by the incident light depends on whether or not the incident light reaches the retina of the driver's eyes. In order for incident light to reach the retina, it must pass through the pupil.
ところで、運転者の眼球は涙で覆われているため、入射光の一部を反射する。例えば、図4(A)に示すように、太陽20と雲21と建物22とを含む晴れた日の車外の風景がある場合に、この風景が眼球上で反射すると、図4(B)に示すように、太陽や雲などの風景が運転者の目に映りこむ。図中、23は瞳を、24は瞳孔を示している。また、25は目に映りこんだ太陽を、26は目に映りこんだ雲を示している。
By the way, since a driver | operator's eyeball is covered with tears, a part of incident light is reflected. For example, as shown in FIG. 4 (A), when there is a landscape outside the car on a sunny day including the
眩惑を引起す強力な光源(例えば、上記した太陽)がある場合、光源から眼球への入射光は眼球上で反射される。眼球の角膜は球体の一部であるため、入射した光は特定の方向に強く反射される。 When there is a powerful light source (for example, the sun described above) that causes dazzling, incident light from the light source to the eyeball is reflected on the eyeball. Since the cornea of the eyeball is a part of a sphere, the incident light is strongly reflected in a specific direction.
このような反射光をカメラ1が捉えた場合には、カメラ1の撮像画面には、図5に示すように、運転者の眼球30の上に反射光に基づく明るい点(輝点)33が現れている。輝点33の位置は、眼球上での反射光の位置に相当している。眼球上での反射光の位置は、眼球上での入射光の位置でもある。このことは、カメラ1が撮像した画像から、入射光の位置と目の瞳孔の位置との関係が分かることを意味している。
When the camera 1 captures such reflected light, a bright point (bright spot) 33 based on the reflected light is displayed on the driver's
運転者は網膜に入射光が届くことで眩惑を感じるが、虹彩や白目の部分に入射光があたっても眩惑を感じることはない。従って、眼球30上での反射光、すなわち画面上での輝点33が、瞳孔24と少なくとも部分的に重なっていれば、入射光は瞳孔を通過して網膜まで届いており、運転者が眩惑状態にあると判断できる。瞳孔の大きさは、状況に応じて拡大したり縮小したりするので、入射光が瞳孔を通過したか否かは、瞳孔の開き具合、すなわち瞳孔の領域を撮像された画像から判断することが必要となる。
The driver feels dazzling when the incident light reaches the retina, but does not feel dazzling even when the incident light hits the iris or white eye. Therefore, if the reflected light on the
瞳孔検出手段2は、瞳孔の位置および領域を検出するものであり、このような機能は、例えばCPU7に格納された画像解析プログラムで実現される。
The pupil detection means 2 detects the position and area of the pupil, and such a function is realized by an image analysis program stored in the
反射光検出手段3は、瞳孔検出手段2で検出された瞳孔およびその周辺領域での反射光の存在を検出するものであり、例えば、撮像された画像上で所定輝度以上の輝点があれば、反射光があると判断され、その位置が検出される。このような機能は、例えばCPU7に格納された画像解析プログラムで実現される。
The reflected light detection means 3 detects the presence of reflected light in the pupil detected by the pupil detection means 2 and its surrounding area. For example, if there is a bright spot having a predetermined luminance or higher on the captured image, Then, it is determined that there is reflected light, and its position is detected. Such a function is realized by an image analysis program stored in the
瞳孔検出手段2および反射光検出手段3からの情報は、制御手段4に入力される。制御手段4は、瞳孔の位置および領域と、反射光の位置とに基づいて、入射光の光源、すなわち眩光の光源の方向を判断する。制御手段4のこのような機能は、例えばCPU7に格納されたプログラムで実現される。
Information from the pupil detection means 2 and the reflected light detection means 3 is input to the control means 4. The control means 4 determines the direction of the light source of incident light, that is, the light source of glare light, based on the position and area of the pupil and the position of the reflected light. Such a function of the control means 4 is realized by a program stored in the
制御手段4において、光源の方向は、次のようにして判断される。図6に示すように、眩光の光源(図示せず)からの入射光40が角膜41上のある点42で反射すると、この点42と角膜41の曲率から求まる中心点43とを結ぶ直線44に対して、この直線44と入射光40とがなす角度θと同じ角度で反射する。図中、反射光を45で示す。
In the control means 4, the direction of the light source is determined as follows. As shown in FIG. 6, when incident light 40 from a glare light source (not shown) is reflected at a
この反射光45をカメラ1が捉えると、カメラ1が出力する画像における輝点33の位置は、反射点42の位置に対応している。カメラ1の取付け位置は、予め分かっているので、制御手段4は、瞳孔24の位置、輝点33すなわち反射点42の位置、目の角膜の平均的な曲率から求まる中心点43の位置などから、反射点42への入射光40の方向を算出できる。入射光40の方向が分かれば、入射光の方向に眩光の光源があることになる。すなわち、眩光の光源の方向が求められる。
When the camera 1 captures the reflected
このようにカメラ1は反射光を捉えることができる位置に設置することが必要であるが、運転者は正面やミラーを注視するときには、通常、その方向に顔を向けるので、ほぼ入射光の方向に光を反射することが多い。したがって、カメラ1を入射光の方向と一致する方向に設置するのが望ましい。このことは、眩光の光源の方向と一致する方向にカメラを設置することを意味している。 As described above, the camera 1 is required to be installed at a position where the reflected light can be captured. However, when the driver gazes at the front or the mirror, the face is usually directed in that direction. It often reflects light. Therefore, it is desirable to install the camera 1 in a direction that matches the direction of the incident light. This means that the camera is installed in a direction that matches the direction of the light source of glare.
眩光の光源の方向が分かれば、ウィンドシールドまたはミラーのどの特定の部分を、調光ガラス9によって遮光するかは、制御手段4により求めることができる。このような機能は、例えばCPU7に格納されたプログラムで実現される。
If the direction of the glare light source is known, it can be determined by the control means 4 which specific part of the windshield or mirror is shielded by the
また、運転者の瞳孔24からカメラ1までの距離情報が必要な場合には、平均的な角膜の直径と画像上の角膜の直径との比較で求めるか、あるいはカメラをステレオカメラとすることにより、制御手段4において求めることができる。このような機能は、例えばCPU7に格納されたプログラムで実現される。
Further, when the distance information from the driver's
また、眩光の光源の方向を特定する手段として、図7(A)に示すように、調光ガラス9によって、ウィンドシールドまたはミラー50の遮光する部位52を時間的に移動させて、撮像された画像において瞳孔上の輝点33が消えたとき、部位52の位置を、制御手段4により眩光の光源51の方向として特定することもできる。
Further, as a means for specifying the direction of the light source of glare, as shown in FIG. 7A, the
さらに図7(B)に示すように、ウィンドシールドまたはミラー50を遮光する最初の部位53の領域を大きくして、図7(A)において説明したように、部位53を時間的に移動させて、光源51のおおよその位置を特定したあとに、特定された位置を含む部位内をさらに細かい部位に分割して、細かい部位55の遮光を調光ガラス9によって移動していく。画像において瞳孔上の輝点33が消えたときのウィンドシールドまたはミラー50上の部位の位置を、眩光の光源51の方向として特定することによって、正確な方向を求めることもできる。
Further, as shown in FIG. 7B, the region of the
このような制御手段4における眩光の光源の方向の特定方法において、ウィンドシールドまたはミラー50の遮光部位の移動時間が十分に高速であれば、眩光が瞳孔に入射するのは瞬間であり、運転者に違和感を与えることはない。
In such a method of specifying the direction of the light source of glare in the control means 4, if the moving time of the light shielding part of the windshield or
このように、本実施例における車両用防眩装置によれば、運転者が眩惑状態でない場合、すなわち眩光が瞳孔に入射しない場合は、目への入射光を不必要に遮光することなく、運転者が眩惑を感じる場合にのみ遮光することができる。 Thus, according to the vehicle anti-glare device in the present embodiment, when the driver is not dazzled, that is, when glare does not enter the pupil, driving without unnecessarily blocking light incident on the eyes. The light can be shielded only when the person feels dazzling.
なお、本実施例では、瞳孔の位置および領域を検出した後に、反射光の位置を検出しているが、これらを同時に処理してもよい。この場合には、図1の構成において、瞳孔検出手段2と反射光検出手段3とが1つの検出手段で構成される。 In the present embodiment, the position of the reflected light is detected after detecting the position and area of the pupil, but these may be processed simultaneously. In this case, in the configuration of FIG. 1, the pupil detection means 2 and the reflected light detection means 3 are constituted by one detection means.
(第2の実施例)
図8に示すように、本発明の第2の実施例における車両用防眩装置60は、複数の撮像手段1−1,1−2・・・と、各撮像手段1の出力画像から運転者の顔の向きを判断する顔向き検出手段61と、判断された顔の向きから、いずれか最適な撮像手段1の出力画像を選択する選択手段62とを備える点が、第1の実施例と異なる。その他の構成は、第1の実施例と同じであるので、第1の実施例と同じ構成要素には、同じ参照番号を付して示す。
(Second embodiment)
As shown in FIG. 8, the vehicle
本実施例の場合、顔向き検出手段61,選択手段62,瞳孔検出手段2,反射光検出手段3,および制御手段4は、画像解析制御装置(CPU)7によって構成される。各手段の機能は、CPU7に格納されたプログラムで実現される。
In the case of the present embodiment, the face orientation detection means 61, the selection means 62, the pupil detection means 2, the reflected light detection means 3, and the control means 4 are configured by an image analysis control device (CPU) 7. The function of each means is realized by a program stored in the
本実施例における車両用防眩装置60の動作を、図9を参照して説明する。
The operation of the vehicle
図9は、本実施例における車両内の運転者を上方から見た図であり、2台のカメラ1−1,1−2を設置した状態を示している。カメラ1−1は、運転者10の前方に配置され、運転者が前方を注視した場合に運転者の顔正面を撮像する。カメラ1−2は、サイドミラー12の側に配置され、運転者がサイドミラー12を注視した場合に運転者の顔正面を撮像する。
FIG. 9 is a view of the driver in the vehicle in the present embodiment as viewed from above, and shows a state in which two cameras 1-1 and 1-2 are installed. The camera 1-1 is disposed in front of the
図9(A)に示すように、運転者10が前方を注視している場合、前方からの光11が運転者10の目に入射する。このとき、後方からの光14がサイドミラー12から反射しているが、運転者の目には入射していない。
As shown in FIG. 9A, when the
運転者10が前方を注視している場合は、前方からの光11が目に入射し、運転者の目の角膜で反射した光は、前方に戻る率が高い。従って、顔向き検出手段61は、カメラ1−1,1−2が撮像した運転者の顔の画像から、顔の正面を捉えているのはカメラ1−1であると判断し、選択手段62に指示する。
When the
選択手段62は、顔向き検出手段61からの指示に基づいて、カメラ1−1を選択して、カメラ1−1の撮像した画像を瞳孔検出手段2に出力する。以降の動作は、第1の実施例で説明した動作と同じである。
The
また、図9(B)に示すように、運手者10がサイドミラー12を注視した場合は、前方からの光11よりも、後方からの光14がサイドミラー12で反射されてきた光が運転者の目に入射し、眩惑を引起す可能性が高い。この場合には、顔向き検出手段61および選択手段62によって、サイドミラー側に設置されたカメラ1−2を選択することになる。
In addition, as shown in FIG. 9B, when the
このように、本実施例における車両用防眩装置によれば、眩惑を引起す光源からの光線が、運転者の目に入射し角膜で反射された反射光をカメラで的確に捉え、撮像された画像を解析することによって、運転者の瞳孔に光線が入射しているか否かを判断し、眩惑状態ではない場合にウィンドシールドまたはミラーを不必要に遮光することなく、運転者が眩惑を感じる場合にのみ遮光することができる。 Thus, according to the vehicle anti-glare device in the present embodiment, the light from the light source that causes dazzling is accurately captured by the camera by the reflected light that is incident on the driver's eyes and reflected by the cornea. By analyzing the image, it is determined whether the light is incident on the driver's pupil, and the driver feels dazzling without unnecessarily blocking the windshield or mirror when it is not dazzling. It can only be shielded from light.
なお、本実施例では、顔向き検出手段61の検出結果によりカメラの出力画像を選択しているが、各カメラに対して瞳孔検出および反射光検出を行った後に、選択を行ってもよい。図10に、その実施例を示す。撮像手段(カメラ)1−1,1−2・・・に対応して、瞳孔検出手段2−1,2−2・・・と、反射光検出手段3−1,3−2・・・とを備えている。選択手段63は、反射光検出手段3−1,3−2・・・の後段に設けられる。
以上の各実施例では、遮光手段の一例として、調光ガラスを用いたが、電気的に制御できる遮光手段であればいかなる種類のものであってもよく、例えば液晶シャッタを利用することもできる。
In the present embodiment, the output image of the camera is selected based on the detection result of the face direction detection means 61. However, the selection may be performed after pupil detection and reflected light detection are performed for each camera. FIG. 10 shows an example thereof. Corresponding to the imaging means (cameras) 1-1, 1-2,..., Pupil detection means 2-1, 2-2,... And reflected light detection means 3-1, 3-2. It has. The selection means 63 is provided in the subsequent stage of the reflected light detection means 3-1, 3-2.
In each of the above embodiments, the light control glass is used as an example of the light shielding means. However, any kind of light shielding means that can be electrically controlled may be used. For example, a liquid crystal shutter can be used. .
本発明の車両用防眩装置は、運転者が眩惑状態ではない場合に入射光を不要に遮光することなく、運転者が眩惑を感じる場合にのみ遮光することができ、車両の安全運行などに有用である。 The anti-glare device for a vehicle according to the present invention can block light only when the driver feels dazzling without unnecessarily blocking incident light when the driver is not in a dazzling state. Useful.
1 撮像手段(カメラ)
2 瞳孔検出手段
3 反射光検出手段
4 制御手段
5 遮光手段
6,60 車両用防眩装置
7 画像解析制御装置(CPU)
9 調光ガラス
10 運転者
50 ウィンドシールドまたはミラー
61 顔向き検出手段
62 選択手段
1 Imaging means (camera)
2 pupil detection means 3 reflected light detection means 4 control means 5 light shielding means 6, 60 anti-glare device for
9
Claims (4)
運転者の少なくとも目を撮像する少なくとも1台の撮像手段と、
前記撮像手段により撮像された画像を解析し、運転者の目の瞳孔に入射する入射光がある場合には、前記入射光を遮光または減衰させるように、前記遮光手段を制御する画像解析制御手段と、
を備える車両用防眩装置。 A light shielding means for shielding or attenuating light incident on the driver's eyes from a light source that causes glare in the field of view of the driver of the vehicle;
At least one imaging means for imaging at least the eyes of the driver;
An image analysis control unit that analyzes the image captured by the imaging unit and controls the light shielding unit so as to shield or attenuate the incident light when there is incident light incident on a pupil of a driver's eye When,
An anti-glare device for a vehicle comprising:
検出された顔の向きによって、顔の正面を撮像している1台の撮像手段を選択する選択手段とをさらに備え、
前記画像解析制御手段は、前記選択された撮像手段により撮像された画像を解析する、請求項1,2または3に記載の車両用防眩装置。 When a plurality of the image pickup means are installed, a face direction detection means for analyzing an image picked up by the plurality of image pickup means and detecting the face direction of the driver;
Selecting means for selecting one imaging means that images the front of the face according to the detected face orientation;
The vehicular antiglare device according to claim 1, wherein the image analysis control unit analyzes an image captured by the selected imaging unit.
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