JP2013122756A - 眩しさ検出装置、眩しさ遮断システム、眩しさ検出方法及び眩しさ遮断方法 - Google Patents

Abstract

【課題】眩しさ検出装置及びその方法、並びに眩しさ遮断システム及びその方法を提供する。
【解決手段】本発明の眩しさ検出装置は、運転者の顔画像を撮影する画像撮影手段と、画像撮影手段が撮影した運転者の顔画像で、目領域を検出する目領域検出手段と、画像撮影手段が撮影した運転者の顔画像で、顔領域を検出する顔領域検出手段と、顔領域検出手段が検出した顔領域で、直射光線が入射された領域（以下、入射領域）を検出する入射領域検出手段と、入射領域検出手段が検出した入射領域と、目領域検出手段が検出した目領域とが重畳するに伴い、運転者に眩しさが発生したものと判断する眩しさ検出手段と、を含む。
【選択図】図１

Description

本発明は、眩しさ検出装置、眩しさ遮断システム、眩しさ検出方法及び眩しさ遮断方法に係り、より詳しくは、運転者の画像で顔領域と目領域を検出し、顔領域で直射光線の入射領域を検出し、直射光線の入射領域に目領域が含まれる場合、運転者に眩しさが発生したものと判断し、直射光線の入射方向を検出した後に当該方向の直射光線を遮断することができる眩しさ検出装置、眩しさ遮断システム、眩しさ検出方法及び眩しさ遮断方法に関する。

車両運転時に、運転者の目に直射光線が直接入射される場合、運転者に眩しさを誘発し、安全運転のさまたげとなる。そのため、車両にはスマートウィンドウ及び電動式サンバイザー（Ｓｕｎ−Ｖｉｓｏｒ）のような直射光線遮断装置が取り付けられている。スマートウィンドウは、接合ガラスの内側に特殊フィルムが挿入され、印加される電圧により可視光透過率を能動的に調節する。電動式サンバイザーは、操作スイッチのオンオフで遮蔽物を移動させ、正面又は側面から入射される直射光線を遮断する装置である。このような従来の直射光線遮断装置は、運転者の操作により動作させるので、運転中に急に眩しさが発生する場合、手動操作の過程で、運転不注意による交通事故を誘発するとの問題点がある。

特開２００７−１１２３００号公報

本発明は前記の問題点を解決するためなされたものであって、本発明の目的は、運転者の眩しさ検出装置及びその方法、ならびに眩しさ遮断システム及びその方法を提供することにある。

本発明による眩しさ検出装置は、運転者の顔画像を撮影する画像撮影手段と、前記画像撮影手段が撮影した運転者の顔画像で目領域を検出する目領域検出手段眩しさ検出装置と、前記画像撮影手段が撮影した運転者の顔画像で顔領域を検出する顔領域検出手段と、前記顔領域検出手段が検出した顔領域で直射光線が入射された領域（以下、入射領域）を検出する入射領域検出手段と、前記入射領域検出手段が検出した入射領域と、前記目領域検出手段が検出した目領域とが重畳するに伴い、前記運転者に眩しさが発生したものと判断する眩しさ検出手段と、を含むことを特徴とする。

本発明による眩しさ遮断装置は、運転者の顔画像で顔領域及び目領域を検出し、前記顔領域で直射光線が入射された領域（以下、入射領域）を検出し、前記入射領域と前記目領域が重畳するに伴い前記運転者に眩しさが発生したものと判断する眩しさ検出装置と、前記眩しさ検出装置が検出した入射領域の形状を認識する入射領域形状認識手段と、前記入射領域形状認識手段が認識した入射領域の形状と、前記眩しさ検出装置が検出した顔領域とに基づき入射方向を検出する入射方向検出手段と、前記入射方向検出手段が検出した入射方向からの直射光線を遮断するように遮断装置を駆動させる遮断装置駆動手段と、を含むことを特徴とする。

本発明による眩しさ検出方法は、画像撮影手段が運転者の顔画像を撮影する段階と、目領域検出手段が前記運転者の顔画像で目領域を検出する段階と、顔領域検出手段が前記運転者の顔画像で顔領域を検出する段階と、入射領域検出手段が前記顔領域で直射光線が入射された領域（以下、入射領域）を検出する段階と、眩しさ検出手段が前記入射領域と前記目領域が重畳するに伴い、前記運転者に眩しさが発生したものと判断する段階と、を含むことを特徴とする。

本発明による眩しさ遮断方法は、眩しさ検出装置が運転者の顔画像で顔領域及び目領域を検出し、前記顔領域で直射光線が入射された領域（以下、入射領域）を検出し、前記入射領域と前記目領域が重畳するに伴い前記運転者に眩しさが発生したものと判断する段階と、入射領域形状認識手段が前記入射領域の形状を認識する段階と、入射方向検出手段が前記認識された入射領域の形状と前記検出された顔領域とに基づき入射方向を検出する段階と、遮断装置駆動手段が前記検出された入射方向からの直射光線を遮断するように遮断装置を駆動させる段階と、を含むことを特徴とする。

本発明によれば、運転者の画像で顔領域と目領域を検出し、顔領域で直射光線の入射領域を検出し、直射光線の入射領域に目領域が含まれる場合、運転者に眩しさが発生したものと判断し、直射光線の入射方向を検出した後に当該方向の直射光線を遮断することにより、運転者が安全に運転できるとの効果がある。

本発明による運転者の眩しさ検出装置の構成を示す図である。 本発明による眩しさ検出結果を示す図である。 本発明による入射領域検出部の詳細構成を示す図である。 本発明による眩しさ遮断システムの構成を示す図である。 本発明による入射方向検出部の詳細構成を示す図である。 本発明による眩しさ遮断システムが検出した入射方向の図である。 本発明による眩しさ遮断システムが検出した入射方向の図である。 本発明による眩しさ遮断システムが検出した入射方向の図である。 本発明による運転者の眩しさ検出方法のフローチャートである。 本発明による眩しさ遮断方法のフローチャートである。

以下、図を参照して本発明の好ましい実施例を詳しく説明する。

図１は、本発明の眩しさ検出装置の構成を示す図である。図１に示すように、眩しさ検出装置１０は、車両に取り付けられ直射光線（Ｄｉｒｅｃｔ Ｓｕｎ Ｌｉｇｈｔ）による運転者の眩しさ発生の可否を検出するための装置であり、画像撮影部１１、目領域検出部１２、顔領域検出部１３、入射領域検出部１４、及び眩しさ検出部１５を含む。

各構成要素に関して、まず画像撮影部１１は、例として車両に取り付けられるＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）カメラであって、運転者の顔画像を撮影する。撮影された運転者の顔画像は図２の（ａ）に示す。目領域検出部１２は、画像撮影部１１で撮影された運転者の顔画像から目領域を検出する。目領域は図２の（ｂ）に示す。顔領域検出部１３は、画像撮影部１１で撮影された運転者の顔画像から顔領域を検出する。顔領域は図２の（ｂ）に示す。入射領域検出部１４は、顔領域検出部１３で検出された顔領域で直射光線が入射された領域（以下、入射領域）を検出する。入射領域は図２の（ｃ）に示す。

眩しさ検出部１５は、入射領域検出部１４で検出された入射領域と目領域検出部１２で検出された目領域との重畳の可否を確認する。図２の（ｄ）に示すように、重畳されると眩しさが発生したものと判断する。重畳されないなら眩しさは発生していないと判断する。本発明は画像撮影部１１を備えずに、ＤＳＭ（Ｄｒｉｖｅｒ Ｓｔａｔｅ Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ）システムと連動して運転者の顔画像を獲得することもできる。また、目領域検出部１２と顔領域検出部１３は周知慣用の技術により、一つの検出モジュールとして具現することもできる。

以下、図３を参照して入射領域検出部１４について詳しく説明する。図３に示すように、入射領域検出部１４は、領域二進化器１４１、領域区分器１４２、及び入射領域検出器１４３を含む。領域二進化器１４１は、顔領域検出部１３で検出された顔領域を対象に既設定された臨界値を適用して黒色又は白色に表現する二進化過程を行う。即ち、領域二進化器１４１は、顔領域内の各画素の明度が臨界値を超過すると白色に表現し、前記臨界値を超過しないと黒色に表現する。臨界値は固定された値でなく、画像撮影部１１の露出値（Ｅｘｐｏｓｕｒｅ Ｖａｌｕｅ）に相応する値である。即ち、画像撮影部１１の露出値により画像内の顔領域の明るさ分布が変化するので、露出値に相応する臨界値を設定するのが好ましい。領域区分器１４２は、領域二進化器１４１で二進化された顔領域を黒色領域と白色領域に区分する。このとき、領域区分器１４２は一般に広く知られたＸ−Ｙ投射（Ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ）技法又はラベリング（Ｌａｂｅｌｉｎｇ）技法を介して領域を区分することができる。入射領域検出器１４３は、領域区分器１４２で区分された白色領域を入射領域として検出する。

図４は、眩しさ遮断システムの構成を示す図である。図４に示すように、本発明の眩しさ遮断システムは、眩しさ検出装置１０、入射領域形状認識部２０、入射方向検出部３０、及び遮断装置駆動部４０を含んで構成される。各構成要素に関して、眩しさ検出装置１０は、運転者の眩しさ発生の可否を検出する。入射領域形状認識部２０は、入射領域検出部１４で検出された入射領域の形状を認識する。入射領域形状認識部２０は、Ｘ−Ｙ投射（Ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ）技法又はラベリング（Ｌａｂｅｌｉｎｇ）技法、又は顔領域明度値分布分析技法などを介して入射領域形状を認識することができる。

入射方向検出部３０は、入射領域形状認識部２０で認識された形状と、顔領域検出部１３で検出した顔領域との境界線を直線に近似化した後、直線の傾きに基づき入射方向を検出する。遮断装置駆動部４０は、入射方向検出部３０で検出された方向から入射される直射光線を遮断するようスマートウィンドウ又は電動サンバイザーなどのような直射光線遮断装置を駆動する。このとき、遮断装置駆動部４０は、画像撮影部１１の露出値（Ｅｘｐｏｓｕｒｅ Ｖａｌｕｅ）が基準値を超過しない場合に限って、直射光線遮断装置を駆動することもできる。これは眩しさ検出装置１０の眩しさ検出性能を高めるためである。

遮断装置駆動部４０は、入射領域検出部１４で検出した入射領域が、顔領域検出部１３の検出した顔領域を殆ど（一例として９５％以上）含む場合、直射光線遮断装置を駆動しないこともあり得る。これは、画像撮影部１１に直射光線が流入される逆光現象による誤謬を防止するためである。さらに、遮断装置駆動部４０は、顔領域の各画素の明度値などの分散が基準値を超過しない場合、直射光線遮断装置を駆動しないこともあり得る。これは被写体の正面から光が照らす状態を表わす正面光（Ｆｒｏｎｔ Ｌｉｇｈｔ）と、被写体の後面から光が照らす状態を表わす逆光（Ｂａｃｋ Ｌｉｇｈｔ）を区分するためである。

以下、図５を参照して入射方向検出部３０について詳しく説明する。図５に示すように、入射方向検出部３０は、境界線近似化器３１及び傾き判断器３２を含む。まず境界線近似化器３１は、入射領域形状認識部２０で認識された形状と顔領域検出部１３で検出した顔領域との境界線を直線に近似化する。近似化された境界線の種類は、図６〜図８に示すとおりである。傾き判断器３２は、境界線近似化器３１における近似化結果である直線の傾きを算出して直射光線の入射方向を判断する。

図６は、直線の傾きが垂直範囲（一例として、８０度〜１１０度）を満足する場合であって、直射光線が側方から入射される状態を示す。図７は、は直線の傾きが水平範囲（一例として、１７０度〜１９０度）を満足する場合であって、直射光線が前方から入射される状態を示す。図８は、直線の傾きが図６の場合又は図７の場合に該当しない場合であって、直射光線が前方及び側方から入射される状態を示す。

図９は、本発明の眩しさ検出方法のフローチャートである。画像撮影部１１が運転者の顔画像を撮影する（７０１）。その後、目領域検出部１２が前記運転者の顔画像で目領域を検出する（７０２）。そして、顔領域検出部１３が前記運転者の顔画像で顔領域を検出する（７０３）。その後、入射領域検出部１４が前記顔領域で直射光線が入射された領域（以下、入射領域）を検出する（７０４）。眩しさ検出部１５が、入射領域と目領域が重畳するに伴い、運転者に眩しさが発生したものと判断する（７０５）。

図１０は、本発明の眩しさ遮断方法のフローチャートである。眩しさ検出装置１０が運転者の顔画像で顔領域及び目領域を検出し、顔領域で直射光線が入射された領域（以下、入射領域）を検出し、入射領域と前記目領域が重畳するに伴い、運転者に眩しさが発生したものと判断する（８０１）。その後、入射領域形状認識部２０が入射領域の形状を認識する（８０２）。入射方向検出部３０が認識された入射領域の形状と顔領域の境界線を直線に近似化した後、直線の傾きに基づき入射方向を検出する（８０３）。遮断装置駆動部４０が検出された入射方向からの直射光線を遮断するように遮断装置を駆動する（８０４）。

このとき、遮断装置駆動部４０は画像撮影部１１の露出値（Ｅｘｐｏｓｕｒｅ Ｖａｌｕｅ）が基準値を超過しない場合に限って、直射光線遮断装置を駆動することもできる。これは眩しさ検出装置１０の眩しさ検出性能を高めるためである。さらに、遮断装置駆動部４０は、入射領域検出部１４で検出した入射領域が顔領域検出部１３の検出した顔領域を殆ど（一例として９５％以上）含む場合、直射光線遮断装置を駆動しないこともあり得る。これは画像撮影部１１に直射光線が流入される逆光現象による誤謬を防止するためである。

本発明は、車両に備えられる運転者の眩しさ検出装置、眩しさ遮断システムとして好適である。

１０ 眩しさ検出装置
１１ 画像撮影部
１２ 目領域検出部
１３ 顔領域検出部
１４ 入射領域検出部
１５ 眩しさ検出部
２０ 入射領域形状認識部
３０ 入射方向検出部
３１ 境界線近似化器
３２ 傾き判断器
４０ 遮断装置駆動部
１４１ 領域二進化器
１４２ 領域区分器
１４３ 入射領域検出器

Claims (22)

1. 運転者の顔画像を撮影する画像撮影手段と、
   前記画像撮影手段が撮影した運転者の顔画像で、目領域を検出する目領域検出手段と、
   前記画像撮影手段が撮影した運転者の顔画像で、顔領域を検出する顔領域検出手段と、
   前記顔領域検出手段が検出した顔領域で、直射光線が入射された領域（以下、入射領域）を検出する入射領域検出手段と、
   前記入射領域検出手段が検出した入射領域と、前記目領域検出手段が検出した目領域とが重畳するに伴い、運転者に眩しさが発生したものと判断する眩しさ検出手段と、
   を含むことを特徴とする眩しさ検出装置。
   
2. 前記入射領域検出手段は、
   前記顔領域検出手段が検出した顔領域を対象に臨界値を適用して黒色又は白色に表現する領域二進化器と、
   前記領域二進化器が二進化した顔領域を黒色領域と白色領域に区分する領域区分器と、
   前記領域区分器が区分した白色領域を入射領域として検出する入射領域検出器と、
   を含むことを特徴とする請求項１に記載の眩しさ検出装置。
   
3. 前記領域二進化器は、
   前記顔領域内の各画素の明度が前記臨界値を超過すると白色に表現し、前記臨界値を超過しないと黒色に表現することを特徴とする請求項２に記載の眩しさ検出装置。
   
4. 運転者の顔画像で顔領域及び目領域を検出し、前記顔領域で直射光線が入射された領域（以下、入射領域）を検出し、前記入射領域と前記目領域が重畳するに伴い、前記運転者に眩しさが発生したものと判断する眩しさ検出装置と、
   前記眩しさ検出装置が検出した入射領域の形状を認識する入射領域形状認識手段と、
   前記入射領域形状認識手段が認識した入射領域の形状と、前記眩しさ検出装置が検出した顔領域とに基づき入射方向を検出する入射方向検出手段と、
   前記入射方向検出手段が検出した入射方向からの直射光線を遮断するように遮断装置を駆動させる遮断装置駆動手段と、
   を含むことを特徴とする眩しさ遮断システム。
   
5. 前記入射方向検出手段は、
   前記入射領域形状認識手段が認識した形状と前記顔領域の境界線を直線に近似化する境界線近似化器と、
   前記境界線近似化器における近似化結果である直線の傾きを算出して直射光線の入射方向を判断する傾き判断器と、
   を含むことを特徴とする請求項４に記載の眩しさ遮断システム。
   
6. 前記傾き判断器は、
   前記直線の傾きが垂直範囲を満足すると側方入射と判断し、水平範囲を満足すると前方入射と判断し、その他は側方及び前方入射と判断することを特徴とする請求項５に記載の眩しさ遮断システム。
   
7. 前記眩しさ検出装置は、
   運転者の顔画像を撮影する画像撮影手段と、
   前記画像撮影手段が撮影した運転者の顔画像で目領域を検出する目領域検出手段と、
   前記画像撮影手段が撮影した運転者の顔画像で顔領域を検出する顔領域検出手段と、
   前記顔領域検出手段が検出した顔領域で直射光線が入射された領域（以下、入射領域）を検出する入射領域検出手段と、
   前記入射領域検出手段が検出した入射領域と、前記目領域検出手段が検出した目領域とが重畳するに伴い、前記運転者に眩しさが発生したものと判断する眩しさ検出手段と、
   を含むことを特徴とする請求項４に記載の眩しさ遮断システム。
   
8. 前記入射領域検出手段は、
   前記顔領域検出手段が検出した顔領域を対象に臨界値を適用して黒色又は白色に表現する領域二進化器と、
   前記領域二進化器が二進化した顔領域を黒色領域と白色領域に区分する領域区分器と、
   前記領域区分器が区分した白色領域を入射領域として検出する入射領域検出器と、
   を含むことを特徴とする請求項７に記載の眩しさ遮断システム。
   
9. 前記領域二進化器は、
   前記顔領域内の各画素の明度が前記臨界値を超過すると白色に表現し、前記臨界値を超過しないと黒色に表現することを特徴とする請求項８に記載の眩しさ遮断システム。
   
10. 前記遮断装置駆動手段は、
    前記画像撮影手段の露出値が第１基準値を超過しない場合に、前記遮断装置を駆動することを特徴とする請求項７に記載の眩しさ遮断システム。
    
11. 前記遮断装置駆動手段は、
    前記入射領域検出手段が検出した入射領域が、前記顔領域検出手段が検出した顔領域を第２基準値以上含む場合、前記遮断装置を駆動しないことを特徴とする請求項７に記載の眩しさ遮断システム。
    
12. 画像撮影手段が運転者の顔画像を撮影する段階と、
    目領域検出手段が前記運転者の顔画像で目領域を検出する段階と、
    顔領域検出手段が前記運転者の顔画像で顔領域を検出する段階と、
    入射領域検出手段が前記顔領域で直射光線が入射された領域（以下、入射領域）を検出する入射領域検出段階と、
    眩しさ検出手段が前記入射領域と前記目領域が重畳するに伴い、前記運転者に眩しさが発生したものと判断する段階と、
    を含むことを特徴とする眩しさ検出方法。
    
13. 前記入射領域検出段階は、
    領域二進化器が前記検出された顔領域を対象に臨界値を適用して黒色又は白色に表現する二進化段階と、
    領域区分器が前記二進化された顔領域を黒色領域と白色領域に区分する段階と、
    入射領域検出器が前記区分された白色領域を入射領域として検出する段階と、
    を含むことを特徴とする請求項１２に記載の眩しさ検出方法。
    
14. 前記二進化段階は、
    前記顔領域内の各画素の明度が前記臨界値を超過すると白色に表現する段階と、
    前記臨界値を超過しないと黒色に表現する段階と、
    を含むことを特徴とする請求項１３に記載の運転者の眩しさ検出方法。
    
15. 眩しさ検出装置が運転者の顔画像で顔領域及び目領域を検出し、前記顔領域で直射光線が入射された領域（以下、入射領域）を検出し、前記入射領域と前記目領域が重畳するに伴い、前記運転者に眩しさが発生したものと判断する段階と、
    入射領域形状認識手段が前記入射領域の形状を認識する段階と、
    入射方向検出手段が前記認識された入射領域の形状と前記検出された顔領域とに基づき入射方向を検出する入射方向検出段階と、
    遮断装置駆動手段が前記検出された入射方向からの直射光線を遮断するように遮断装置を駆動させる遮断装置駆動段階と、
    を含むことを特徴とする眩しさ遮断方法。
    
16. 前記入射方向検出段階は、
    境界線近似化器が前記認識された入射領域の形状と前記検出された顔領域との境界線を直線に近似化する段階と、
    傾き判断器が前記直線の傾きを算出して直射光線の入射方向を判断する段階と、
    を含むことを特徴とする請求項１５に記載の眩しさ遮断方法。
    
17. 前記入射方向検出段階は、
    前記直線の傾きが垂直範囲を満足すると側方入射と判断する第１判断段階と、
    前記直線の傾きが水平範囲を満足すると前方入射と判断する第２判断段階と、
    前記第１及び第２判断に該当しない場合、側方及び前方入射と判断する段階と、
    を含むことを特徴とする請求項１６に記載の眩しさ遮断方法。
    
18. 前記眩しさ判断段階は、
    画像撮影手段が運転者の顔画像を撮影する段階と、
    目領域検出手段が前記運転者の顔画像で目領域を検出する段階と、
    顔領域検出手段が前記運転者の顔画像で顔領域を検出する段階と、
    入射領域検出手段が前記顔領域で直射光線が入射された領域（以下、入射領域）を検出する入射領域検出段階と、
    眩しさ検出手段が前記入射領域と前記目領域が重畳するに伴い、前記運転者に眩しさが発生したものと判断する段階と、
    を含むことを特徴とする請求項１５に記載の眩しさ遮断方法。
    
19. 前記入射領域検出段階は、
    領域二進化器が前記検出された顔領域を対象に臨界値を適用して黒色又は白色に表現する二進化段階と、
    領域区分器が前記二進化された顔領域を黒色領域と白色領域に区分する段階と、
    入射領域検出器が前記区分された白色領域を入射領域として検出する段階と、
    を含むことを特徴とする請求項１８に記載の眩しさ遮断方法。
    
20. 前記二進化段階は、
    前記顔領域内の各画素の明度が前記臨界値を超過すると白色に表現する段階と、
    前記臨界値を超過しないと黒色に表現する段階と、
    を含むことを特徴とする請求項１９に記載の眩しさ遮断方法。
    
21. 前記遮断装置駆動段階は、
    前記画像撮影手段の露出値が第１基準値を超過しない場合に、前記遮断装置を駆動することを特徴とする請求項１８に記載の眩しさ遮断方法。
    
22. 前記遮断装置駆動段階は、
    前記入射領域検出手段が検出した入射領域が、前記顔領域検出手段が検出した顔領域を第２基準値以上含む場合、前記遮断装置を駆動しないことを特徴とする請求項１８に記載の眩しさ遮断方法。
    
    

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