JP2019046240A - Sight line direction detecting apparatus and calibration method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、視線方向を検出する技術に関する。 The present invention relates to a technique for detecting a line-of-sight direction.
車両の安全運転を支援することを目的としてドライバの状態を監視するドライバモニタシステムの開発が近年進んでいる。ドライバモニタシステムの検出対象の一つとして、ドライバの視線方向がある。 In recent years, development of a driver monitor system for monitoring the state of a driver has been progressing for the purpose of supporting safe driving of a vehicle. One of the detection targets of the driver monitor system is the driver's line-of-sight direction.
視線方向の代表的な検出手法として、(1)基準点を目頭、動点を虹彩の中心にして基準点に対する動点の位置に基づいて視線方向を検出する方法(「目頭−虹彩法」とも称される)、(2)基準点を角膜反射点(プルキンエ像)、動点を瞳孔の中心にして基準点に対する動点の位置に基づいて視線方向を検出する方法(「瞳孔−角膜反射法」とも称される)等がある。 As a representative method for detecting the gaze direction, (1) a method of detecting the gaze direction based on the position of the moving point with respect to the reference point with the reference point as the eye and the moving point as the center of the iris (also referred to as “eye-iris method”). (2) A method of detecting the direction of the line of sight based on the position of the moving point relative to the reference point with the reference point as the corneal reflection point (Purkinje image) and the moving point as the center of the pupil (“pupil-corneal reflection method”) And so on).
「目頭−虹彩法」には、可視光カメラでの撮影画像を用いて実現することができるため安価であるというメリットがある反面、表情の変化等によって目頭の位置が変化するため視線方向の検出精度が低いというデメリットがある。 The "eye-iris method" has the merit of being inexpensive because it can be realized by using an image taken with a visible light camera, but it detects the direction of the eye because the position of the eye changes due to changes in facial expressions. There is a demerit that accuracy is low.
一方、「瞳孔−角膜反射法」には、角膜反射点は正確に検出し易いため視線方向の検出精度が高いというメリットがある反面、角膜反射点の撮影に赤外光源と赤外線カメラが必要であるため高価であるというデメリットがある。 On the other hand, the “pupil-corneal reflection method” has the advantage of high accuracy in detecting the corneal reflection point because it is easy to detect the corneal reflection point accurately, but an infrared light source and an infrared camera are required for photographing the corneal reflection point. Therefore, there is a demerit that it is expensive.
なお、人間が注視した対象物は網膜の中心から外れた中心窩で結像するため、人間の視線方向は虹彩や瞳孔の中心の向きから若干ずれた方向になる。そして、その若干のずれには個人差がある。したがって、どのような視線方向の検出手法を用いたとしても、視線方向の検出精度や検出処理速度を高めるためにはキャリブレーションが必要である。 In addition, since the object watched by the human is imaged in the fovea deviating from the center of the retina, the human gaze direction is slightly deviated from the direction of the center of the iris or pupil. There are individual differences in the slight deviation. Therefore, no matter what gaze direction detection method is used, calibration is required to increase the gaze direction detection accuracy and the detection processing speed.
一般的な視線方向検出装置のキャリブレーションでは、複数の固定注視ポイントをユーザーが順番に注視するか、移動する注視ポイントをユーザーが目で追って注視する必要がある。このため、視線方向検出装置のキャリブレーションの開始から完了までには或る程度の時間が必要となる。 In the calibration of a general gaze direction detecting device, the user needs to gaze at a plurality of fixed gaze points in order or the user needs to gaze at the moving gaze points with his eyes. For this reason, a certain amount of time is required from the start to the completion of the calibration of the gaze direction detecting device.
視線方向検出装置でドライバの視線を検出する場合、車両の発進前に視線方向検出装置のキャリブレーションを行うことが望ましいが、車両の発進前に視線方向検出装置のキャリブレーションを行うと、視線方向検出装置のキャリブレーションの開始から完了までに要する時間分だけ車両の発進が遅くなってしまうという問題がある。 When the gaze direction detection device detects the driver's gaze, it is desirable to calibrate the gaze direction detection device before starting the vehicle, but if the gaze direction detection device is calibrated before starting the vehicle, the gaze direction There is a problem that the start of the vehicle is delayed by the time required from the start to the completion of the calibration of the detection device.
なお、特許文献1で提案されている視線方向検出のキャリブレーションは、或る一箇所に設けられた車載装置の注視という一方向の視線状態に限られた瞬間的に処理が完了するキャリブレーションである。このため、特許文献1で提案されている視線方向検出のキャリブレーションは、キャリブレーションの開始から完了までに要する時間に関する問題を有していないが、複数の固定注視ポイントをユーザーが順番に注視するか、移動する注視ポイントをユーザーが目で追って注視する等の開始から完了までに或る程度の時間を要するキャリブレーションへの適用が不可能であるという問題を有する。
Note that the gaze direction detection calibration proposed in
本発明は、上記の課題に鑑み、視線方向の検出精度や検出処理速度を高めるために必要なキャリブレーションに関する制約を低減する技術を提供することを目的とする。 In view of the above-described problems, an object of the present invention is to provide a technique for reducing restrictions relating to calibration necessary for increasing the detection accuracy and the detection processing speed in the line-of-sight direction.
本発明に係る視線方向検出装置は、視線方向検出に関するキャリブレーションの中断の有無を判定する判定部と、前記判定部によって中断有りと判定された場合に前記キャリブレーションの途中データを生成する生成部と、前記キャリブレーションの途中データに基づく内容で前記キャリブレーションを再開する再開部と、を備える構成(第1の構成)である。 A gaze direction detection device according to the present invention includes a determination unit that determines whether or not calibration is interrupted with respect to gaze direction detection, and a generation unit that generates intermediate data of the calibration when the determination unit determines that there is an interruption And a resuming unit that resumes the calibration with the content based on the midway data of the calibration (first configuration).
また、上記第1の構成の視線方向検出装置において、前記キャリブレーションの途中データは個人識別情報を含む構成(第2の構成)であってもよい。 Further, in the gaze direction detecting device having the first configuration, the calibration intermediate data may include a configuration (second configuration) including personal identification information.
また、上記第1又は第2の構成の視線方向検出装置において、前記キャリブレーションの途中データを保存する保存部を備える構成(第3の構成)であってもよい。 Further, the gaze direction detecting device having the first or second configuration may have a configuration (third configuration) including a storage unit that stores data during the calibration.
また、上記第1又は第2の構成の視線方向検出装置において、前記キャリブレーションの途中データをサーバーに送信する送信部と、前記キャリブレーションの途中データを前記サーバーから受信する受信部と、を備え、前記再開部は、前記受信部によって受信された前記キャリブレーションの途中データに基づく内容で前記キャリブレーションを再開する構成(第4の構成)であってもよい。 The gaze direction detecting device having the first or second configuration may further include: a transmission unit that transmits the calibration intermediate data to a server; and a reception unit that receives the calibration intermediate data from the server. The restarting unit may be configured to restart the calibration with a content based on the halfway data of the calibration received by the receiving unit (fourth configuration).
また、上記第1〜第4いずれかの構成の視線方向検出装置において、前記キャリブレーションの途中データのうち、どの区間が正常であるかを判定する正常判定部を備え、前記再開部は、前記正常判定部によって正常であると判定された区間に基づく内容で前記キャリブレーションを再開する構成(第5の構成)であってもよい。 Further, in the gaze direction detecting device having any one of the first to fourth configurations, a normality determination unit that determines which section is normal in the midway data of the calibration is provided, and the resuming unit includes: A configuration (fifth configuration) may be employed in which the calibration is restarted with the content based on the section determined to be normal by the normality determination unit.
また、上記第1〜第5いずれかの構成の視線方向検出装置において、前記判定部は、前記キャリブレーションの最中の視線方向検出結果に基づいて、前記キャリブレーションの中断の有無を判定する構成(第6の構成)であってもよい。 Further, in the gaze direction detection device having any one of the first to fifth configurations, the determination unit determines whether or not the calibration is interrupted based on a gaze direction detection result during the calibration. (6th structure) may be sufficient.
また、上記第1〜第6いずれかの構成の視線方向検出装置において、前記判定部は、前記視線方向検出装置が搭載される車両の状況に基づいて、前記キャリブレーションの中断の有無を判定する構成(第7の構成)であってもよい。 Further, in the gaze direction detection device having any one of the first to sixth configurations, the determination unit determines whether or not the calibration is interrupted based on a situation of a vehicle on which the gaze direction detection device is mounted. It may be a configuration (seventh configuration).
また、上記第1〜第7いずれかの構成の視線方向検出装置において、前記視線方向検出装置が搭載される車両の状況に基づいて、前記キャリブレーションの再開を提案する提案部を備える構成(第8の構成)であってもよい。 Further, the gaze direction detecting device having any one of the first to seventh configurations includes a proposing unit that proposes resumption of the calibration based on a situation of a vehicle on which the gaze direction detecting device is mounted (first) 8 configuration).
本発明に係るキャリブレーション方法は、視線方向検出装置のキャリブレーション方法であって、視線方向検出に関するキャリブレーションの中断の有無を判定する判定工程と、前記判定部によって中断有りと判定された場合に前記キャリブレーションの途中データを生成する生成工程と、前記キャリブレーションの途中データに基づく内容で前記キャリブレーションを再開する再開工程と、を備える構成(第9の構成)である。 The calibration method according to the present invention is a calibration method for a gaze direction detection device, wherein a determination step for determining whether or not calibration has been interrupted for gaze direction detection is performed, and when the determination unit determines that there is an interruption. It is a structure (9th structure) provided with the production | generation process which produces | generates the said data in the middle of the said calibration, and the restart process which restarts the said calibration by the content based on the data in the middle of the said calibration.
本発明によれば、視線方向の検出精度や検出処理速度を高めるために必要なキャリブレーションの中断と再開が可能になるので、視線方向の検出精度を高めるために必要なキャリブレーションに関する制約を低減することができる。 According to the present invention, it is possible to suspend and resume calibration necessary for increasing the detection accuracy and detection processing speed of the line of sight, thereby reducing the restrictions on calibration necessary to increase the detection accuracy of the line of sight. can do.
以下、本発明の例示的な実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。 Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
<1.第1実施形態に係る視線方向検出装置の構成>
図1は、第1実施形態に係る視線方向検出装置の構成を示す図である。第1実施形態に係る視線方向検出装置101(以下、視線方向検出装置101と略す)は、車両に搭載される。
<1. Configuration of Eye Gaze Direction Detection Device According to First Embodiment>
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a gaze direction detection device according to the first embodiment. A line-of-
視線方向検出装置101を搭載する車両の室内には、赤外線カメラ1、赤外光発光装置2、ディスプレイ3、メータ4、スピーカ5、マイク6、開始スイッチ7、中断スイッチ8、及び再開スイッチ9が設けられ、視線方向検出装置101に接続される。なお、赤外線カメラ1、赤外光発光装置2、ディスプレイ3、メータ4、スピーカ5、マイク6、開始スイッチ7、中断スイッチ8、及び再開スイッチ9の一部又は全部が視線方向検出装置101に組み込まれてもよい。
In the interior of the vehicle in which the line-of-sight
赤外線カメラ1は、ドライバの顔を撮影する。赤外光発光装置2は、ドライバの顔に赤外光を照射する。赤外線カメラ1及び赤外光発光装置2は例えば車両のステアリングに設置される。
The
ディスプレイ3は、画像を表示する。ディスプレイ3としては、例えば、液晶ディスプレイ、有機EL(Electro Luminescence)ディスプレイ、画像を車両のフロントガラスに投影するヘッドアップディスプレイ等を用いることができる。メータ4は、車両の速度、車両のエンジン回転数、車両の燃料残量等を表示する。
The
スピーカ5は、視線方向検出装置101からの音声信号を音声に変換する。マイク6は、音声を音声信号に変換して視線方向検出装置101に送る。マイク6はドライバが発する音声を主として集音する。
The
開始スイッチ7は、ドライバが視線方向検出装置101に対してキャリブレーションの開始を指示するための機械式スイッチである。中断スイッチ8は、ドライバが視線方向検出装置101に対してキャリブレーションの中断を指示するための機械式スイッチである。再開スイッチ9は、ドライバが視線方向検出装置101に対してキャリブレーションの再開を指示するための機械式スイッチである。これらの機械式スイッチの代わりに例えば液晶ディスプレイや有機ELディスプレイの画面上に配置されるタッチパネル等を用いてもよい。
The
視線方向検出装置101は、装置全体を制御する制御部としてマイクロコンピュータを備える。詳細には、視線方向検出装置101は、演算処理を行うことで各種の制御機能を実現するCPU11と、各種のデータを記憶する不揮発性メモリ12と、演算処理の作業領域となるRAM13と、を備える。不揮発性メモリ12は、例えばハードディスクやフラッシュメモリで構成される。視線方向検出装置101の各部を制御する機能は、不揮発性メモリ12に予め記憶されるプログラム12aに従ってCPU11が演算処理を実行することによって実現される。
The line-of-sight
視線方向検出装置101は、赤外線カメラ1で撮影された画像データを処理する画像処理部14を備える。本実施形態では、画像処理部14はハードウェア回路である。画像処理部14は、赤外線カメラ1から入力される画像データの信号に対して所定の画像処理を行い、所定の形式のデジタル画像データを生成する。所定の画像処理には、例えば、A/D変換、輝度補正、コントラスト補正等が含まれる。画像処理部14で処理された画像データは、赤外線カメラ1で得られた撮影映像として、例えばMPEG−4形式でRAM13に記憶される。
The line-of-sight
その他、CPU11には、不図示のCAN(Controller Area Network)バスを介して、各種ECU(Electronic Control Unit)、各種センサ、各種車載機器から提供される車両状況情報が入力される。車両状況情報には、例えば、操舵情報、ブレーキ情報、アクセル情報、位置情報、ドア開閉情報等が含まれてよい。さらに、CPU11には、不図示のCANを介して、ナビゲーション装置等から提供される地図情報が入力される。
In addition, vehicle status information provided from various ECUs (Electronic Control Units), various sensors, and various in-vehicle devices is input to the
CPU11は、視線方向演算部11aと、開始部11bと、判定部11cと、生成部11dと、再開部11eと、HMI(Human Machine Interface)制御部11fと、個人識別部11gと、正常判定部11hと、提案部11iと、を備える。
The
視線方向演算部11aは、RAM13に記憶されている画像データから角膜反射点(プルキンエ像)に対する動点を瞳孔の中心の位置を求め、不揮発性メモリ12に記憶されている完了キャリブレーションデータ12c又は標準キャリブレーションデータ12dを用いてドライバの視線方向を検出する。ドライバの視線方向は、例えばドライバの前方にドライバと正対する仮想平面を仮想的に設け、ドライバの視線方向ベクトルが仮想平面を貫く位置の座標(二次元座標)で表すことができる。視線方向演算部11aによって検出されたドライバの視線方向の利用方法は特に限定されないが、例えば自動運転から手動運転に切り替えて良いか否かの判断材料として用いることができる。
The line-of-sight
開始部11bは、ドライバによる開始スイッチ7の操作やマイク6を用いた開始指示の音声入力に応じて、キャリブレーションを開始する。本実施形態では、キャリブレーションは、図2に丸数字で示された9個の固定注視ポイントを数字の順番でドライバが注視することで完了する。なお、各固定注視ポイントでのデータサンプリング回数は1回でもよいが、所定の複数回にして平均値を求めるようにすることが望ましい。固定注視ポイントの位置は、例えばディスプレイ3やメータ4を用いてドライバに知らせるとよい。固定注視ポイントの注視する順番は、注視する固定注視ポイントの順次表示やスピーカ5を用いた音声ガイダンスによって、ドライバに知らせるとよい。
The
判定部11cは、キャリブレーションの中断の有無を判定する。具体的な判定方法例については後述する。
The
生成部11dは、判定部11cによって中断有りと判定された場合に、キャリブレーションの開始から中断までの間におけるキャリブレーションに関するデータである「途中キャリブレーションデータ12b」を生成し、「途中キャリブレーションデータ12b」を不揮発性メモリ12に記憶させる。例えば、4個の固定注視ポイントについてドライバの注視が終わった段階でキャリブレーションが中断されると、4個の固定注視ポイントに関するサンプリングデータで「途中キャリブレーションデータ12b」が生成される。
When the
また、生成部11dは、キャリブレーションが完了すると、「完了キャリブレーションデータ12c」を生成し、「完了キャリブレーションデータ12c」を不揮発性メモリ12に記憶させる。本実施形態では、9個の固定注視ポイントに関するサンプリングデータで「完了キャリブレーションデータ12c」が生成される。
When the calibration is completed, the
再開部11eは、ドライバによる再開スイッチ9の操作やマイク6を用いた再開指示の音声入力に応じて、「途中キャリブレーションデータ12b」に基づく内容でキャリブレーションを再開する。例えば、4個の固定注視ポイントに関するサンプリングデータで「途中キャリブレーションデータ12b」が生成されていた場合、5番目の固定注視ポイントからキャリブレーションが再開される。5番目の固定注視ポイントからキャリブレーションが再開された後に、例えば更に2個の固定注視ポイントについてドライバの注視が終わった段階でキャリブレーションが再度中断されると、「途中キャリブレーションデータ12b」は更新され、6個の固定注視ポイントに関するサンプリングデータで「途中キャリブレーションデータ12b」が生成される。
The resuming
HMI制御部11fは、ディスプレイ3への出力、メータ4への出力、スピーカ5への出力、マイク6からの入力、開始スイッチ7からの入力、及び中断スイッチ8からの入力、再開スイッチ9からの入力を処理する。
The
個人識別部11gは、ドライバの個人識別を行う。個人識別の方法としては、例えば顔認証や指紋認証を用いることができる。この場合、顔の特徴や指紋の特徴が個人識別情報となる。また、例えばドライバ固有の操作部(例えば四名の識別を可能とする場合には4つの機械式スイッチや4つのタッチパネル上の選択キー)を設け、そのドライバ固有の操作部に対する操作に基づいて、個人識別部11gがドライバの個人識別を行ってもよい。
The
個人識別情報は、「途中キャリブレーションデータ12b」及び「完了キャリブレーションデータ12c」それぞれに含まれる。これにより、個々のドライバに対してキャリブレーションの中断、再開、完了が可能となる。そして、特定のドライバに対して一度キャリブレーションが完了すると、その特定のドライバに関しては再度のキャリブレーションは不要となる。
The personal identification information is included in each of “
なお、本実施形態とは異なり、CPU11が個人識別部11gを備えない構成であってもよい。この場合、単一のドライバに関するキャリブレーションが想定されていることになる。
Unlike the present embodiment, the
正常判定部11hは、「途中キャリブレーションデータ12b」のうち、どの区間(どのサンプリングデータ)が正常であるかを判定する。例えば、正常判定部11hによって正常でないと判定された区間は、キャリブレーションデータが再開されたときに再度サンプリングを行うようにすればよい。これにより、「完了キャリブレーションデータ12c」がより適切なデータとなり、視線方向の検出精度が向上する。具体的な判定方法例については後述する。
The
提案部11iは、車両の状況に基づいてキャリブレーションの再開を提案する。例えばディスプレイ3やメータ4を用いた表示やスピーカ5を用いた音声で提案すればよい。例えば、提案部11iは、車両の速度、車両のシフト、車両の位置、地図情報等に基づいてキャリブレーションを再開しても危険が少ない状況であると判断した場合に、キャリブレーションの再開を提案すればよい。提案部11iの提案により、ドライバがキャリブレーション再開の機会を逸する可能性が低くなり、結果的にキャリブレーション完了までに要する期間を短縮することができる。
The proposing
<2.第1実施形態に係る視線方向検出装置の動作>
図3Aは、視線方向検出装置101のキャリブレーション動作を示すフローチャートである。
<2. Operation of Gaze Direction Detection Device According to First Embodiment>
FIG. 3A is a flowchart showing the calibration operation of the eye gaze
キャリブレーションが開始されると、判定部11cが、キャリブレーションの中断の有無を判定する(ステップS10)。なお、中断スイッチ8が押された場合以外にキャリブレーションの中断有りと判定する場合には、キャリブレーションを中断することをディスプレイ3、メータ4、スピーカ5等を用いて報知することが望ましい。
When the calibration is started, the
(中断有無の第1判定例)
例えば、中断スイッチ8が押された場合には、判定部11cは、キャリブレーションの中断有りと判定する。
(First example of whether to interrupt)
For example, when the
(中断有無の第2判定例)
また例えば、固定注視ポイントの注視において固定注視ポイントの仮想平面上座標と視線方向を表す仮想平面上座標(視線方向座標)との距離が閾値T1より大きいサンプリングデータ数が所定値V1以上になった場合に、判定部11cは、キャリブレーションの中断有りと判定する。図3Bは、この判定の動作例を示すフローチャートである。図3Bに示すフローチャートの処理は固定注視ポイント毎に実行される。判定部11cは各パラメータC、EC、SCを0にする(ステップS101)。次に、判定部11cは固定注視ポイントの仮想平面上座標(Xn,Yn)を取得する(ステップS102)。次に、判定部11cは不揮発性メモリ12から「標準キャリブレーションデータ12d」を読み込む(ステップS103)。次に、判定部11cは、「標準キャリブレーションデータ12d」を用いて、サンプリング回数C回目の視線方向座標(Xc,Yc)を演算する(ステップS104)。そして、判定部11cは、固定注視ポイントの仮想平面上座標(Xn,Yn)とサンプリング回数C回目の視線方向座標(Xc,Yc)との距離が上記閾値T1より大きいか否かを判定する(ステップS105)。上記距離が上記閾値T1より大きければ、判定部11cは、パラメータEC及びパラメータCをそれぞれ1つインクリメントし(ステップS106)、エラー回数を示すパラメータECが上記所定値V1以上であるか否かを判定する(ステップS107)。パラメータECが上記所定値V1以上でなければステップS104に戻る。パラメータECが上記所定値V1以上であれば、判定部11cは、キャリブレーションの中断有りと判定し(ステップS108)、その後図3Bのフロー動作を終了する。一方、上記距離が上記閾値T1より大きくなければ、判定部11cは、パラメータSC及びパラメータCをそれぞれ1つインクリメントし(ステップS109)、成功回数を示すパラメータSCが規定値V2以上であるか否かを判定する(ステップS110)。パラメータSCが上記規定値V2以上でなければステップS104に戻る。パラメータSCが上記規定値V2以上であれば、図3Bのフロー動作を終了する。図3Bのフロー動作によると、例えば図4に示すように1番の固定注視ポイントを注視している際に、1番の固定注視ポイントを中心とし半径R1の値が上記閾値T1である仮想平面上の円C1の外に視線方向を表す仮想平面上座標が現れるサンプリングデータ数が上記所定値V1以上になった場合に、判定部11cは、キャリブレーションの中断有りと判定する。
(Second example of whether to interrupt)
In addition, for example, in the gaze of the fixed gaze point, the number of sampling data whose distance between the virtual plane coordinate of the fixed gaze point and the coordinate on the virtual plane indicating the gaze direction (gaze direction coordinate) is greater than the threshold T1 is equal to or greater than the predetermined value V1. In this case, the
この判定では、ドライバがキャリブレーションの途中でキャリブレーション以外の行動(例えば車両の運転開始)を行った場合を想定しており、ドライバがキャリブレーション以外の行動を行った場合に、判定部11cは、キャリブレーションの中断有りと判定することができる。
In this determination, it is assumed that the driver performs an action other than calibration (for example, start of driving of the vehicle) during the calibration, and when the driver performs an action other than calibration, the
また、この判定を実行する際には、「完了キャリブレーションデータ12c」がまだ生成されていないため、視線方向演算部11aは視線方向を表す仮想平面上座標の演算において「標準キャリブレーションデータ12d」を用いる。「標準キャリブレーションデータ12d」は、人の平均的なキャリブレーションデータである。なお、「標準キャリブレーションデータ12d」の代わりに、「途中キャリブレーションデータ12b」を用いてもよい。「途中キャリブレーションデータ12b」は、2つ以上の固定注視ポイントに関するサンプリングデータによって構成されている場合に利用することができる。人の角膜形状がほぼ左右対称且つほぼ上下対称であることから、その対称性を利用して「途中キャリブレーションデータ12b」から擬似的な「完了キャリブレーションデータ12c」を生成し、その擬似的な「完了キャリブレーションデータ12c」を用いるようにすればよい。
Further, when this determination is performed, since “
(中断有無の第3判定例)
また例えば、ドライバが車両を運転していると推定される場合に、判定部11cは、キャリブレーションの中断有りと判定する。これにより、安全が確保出来ない状態でのキャリブレーションの続行を防止することができる。例えば、操舵情報、ブレーキ情報、アクセル情報によってドライバが車両を運転しているか否かを推定すればよい。ただし、運転中であっても緩やかな下り坂等を走行している際に操舵、ブレーキ操作、アクセル操作のいずれもが行われない場合もあるため、車両の位置によってドライバが車両を運転しているか否かを推定し、車両の位置が変化しているときにドライバが車両を運転していると推定すればよい。
(Third example of whether to interrupt)
For example, when it is estimated that the driver is driving the vehicle, the
(中断有無の第4判定例)
また例えば、ドア開閉情報に基づいて車両のドアが閉じた状態から開いた状態に変化したことを認識した場合に、判定部11cは、キャリブレーションの中断有りと判定する。これにより、ドライバが前方を向いていない可能性が高い状態でのキャリブレーションの続行を防止することができる。
(Fourth example of whether to interrupt)
For example, when it is recognized that the vehicle door has changed from a closed state to an open state based on the door opening / closing information, the
ステップS10の判定によってキャリブレーションの中断無しと判定された場合、後述するステップS40に移行する。一方、ステップS10の判定によってキャリブレーションの中断有りと判定された場合、生成部11dは、「途中キャリブレーションデータ12b」を生成し(ステップS20)、「途中キャリブレーションデータ12b」を不揮発性メモリ12に不揮発的に記憶(保存)させる(ステップS21)。不揮発性メモリ12が「途中キャリブレーションデータ12b」を保存しているので、後述する第2実施形態のようなサーバーとの通信機能が不要である。
If it is determined in step S10 that the calibration is not interrupted, the process proceeds to step S40 described later. On the other hand, if it is determined in step S10 that the calibration is interrupted, the
ここで、正常判定部11hは、固定注視ポイントの注視において固定注視ポイントの仮想平面上座標と視線方向を表す仮想平面上座標との距離が許容値A1より大きいサンプリングデータを正常でないと判定する。図3Cは、この判定の動作例を示すフローチャートである。図3Cに示すフローチャートの処理はサンプリングデータ毎に実行される。正常判定部11hは固定注視ポイントの仮想平面上座標(Xn,Yn)を取得する(ステップS201)。次に、正常判定部11hは不揮発性メモリ12から「標準キャリブレーションデータ12d」を読み込む(ステップS202)。次に、正常判定部11hは、「標準キャリブレーションデータ12d」を用いて、視線方向座標(X,Y)を演算する(ステップS203)。そして、正常判定部11hは、固定注視ポイントの仮想平面上座標(Xn,Yn)と視線方向座標(X,Y)との距離が上記許容値A1より大きいか否かを判定する(ステップS204)。上記距離が上記許容値A1より大きければ、正常判定部11hは、今回の判定対象であるサンプリングデータを正常でないと判定し(ステップS205)、その後図3Cのフロー動作を終了する。一方、上記距離が上記許容値A1より大きくなければ、正常判定部11hは、今回の判定対象であるサンプリングデータを正常であると判定し(ステップS206)、その後図3Cのフロー動作を終了する。図3Cのフロー動作によると、例えば図5に示すように1番の固定注視ポイントを注視している際に、正常判定部11hは、1番の固定注視ポイントを中心とし半径R1の値が上記許容値A1である仮想平面上の円C1の外に視線方向を表す仮想平面上座標が現れるサンプリングデータを正常でないと判定する。なお、上記許容値A1は上記閾値T1よりも小さい。
Here, the
ステップS21の処理が終わると、CPU11は、再開部11eによってキャリブレーションが再開されたか否かを判定する(ステップS30)。
When the process of step S21 ends, the
再開部11eによってキャリブレーションが再開されていなければ、CPU11はステップS30の判定を継続する。一方、再開部11eによってキャリブレーションが再開されれば、ステップS40に移行する。
If the calibration is not resumed by the
ステップS40において、CPU11は、キャリブレーションが完了したか否かを判定する。
In step S40, the
キャリブレーションが完了していなければ、ステップS10に戻る。一方、キャリブレーションが完了すれば、生成部11dは、「完了キャリブレーションデータ12c」を生成し(ステップS50)、「完了キャリブレーションデータ12c」を不揮発性メモリ12に不揮発的に記憶(保存)させる(ステップS51)。ステップS51の処理終了によって図3Aのフロー動作が終了する。
If calibration has not been completed, the process returns to step S10. On the other hand, when the calibration is completed, the
上述した図3Aのフロー動作によって、キャリブレーションの中断及び再開が可能になる。これにより、視線方向検出装置のキャリブレーションの開始から完了までに要する時間分だけ車両の発進が遅くなってしまうという問題を解消することができる。例えば、赤信号による車両の小刻みな停止時間を利用して、キャリブレーション作業を進行させることができる。また、1回のエンジン始動からエンジン停止までの期間(1トリップ)でキャリブレーションの中断及び再開が行えるだけでなく、複数のトリップを通じてキャリブレーションの中断及び再開を繰り返してキャリブレーション作業を進行させることもできる。したがって、視線方向の検出精度を高めるために必要なキャリブレーションに関する制約を低減することができる。 The above-described flow operation in FIG. 3A enables the calibration to be interrupted and resumed. Thereby, the problem that the start of the vehicle is delayed by the time required from the start to the completion of the calibration of the gaze direction detecting device can be solved. For example, the calibration operation can be performed by using a short stoppage time of the vehicle due to a red light. Also, not only can the calibration be interrupted and resumed in the period from one engine start to engine stop (one trip), but also the calibration work can be continued by repeatedly suspending and restarting the calibration through multiple trips. You can also. Therefore, it is possible to reduce restrictions on calibration necessary for improving the detection accuracy of the line-of-sight direction.
<3.第2実施形態>
図6は、第2実施形態に係る視線方向検出装置の構成を示す図である。第2実施形態に係る視線方向検出装置102(以下、視線方向検出装置102と略す)は、視線方向検出装置101に通信部15を追加した構成である。通信部15は、サーバーセンターに設けられるサーバー200と通信を行う。
<3. Second Embodiment>
FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration of a gaze direction detection device according to the second embodiment. The line-of-
第1実施形態において視線方向検出装置101の不揮発性メモリ12に保存されていた「途中キャリブレーションデータ」、「完了キャリブレーションデータ」、及び「標準キャリブレーションデータ」は、本実施形態ではサーバー200に保存される。なお、「標準キャリブレーションデータ」は、サーバー200ではなく、視線方向検出装置102の不揮発性メモリ12に保存してもよい。
The “halfway calibration data”, “complete calibration data”, and “standard calibration data” stored in the
図7は、視線方向検出装置102のキャリブレーション動作を示すフローチャートである。図7に示すフローチャートは、図3Aに示すフローチャートのステップS21及びS51をそれぞれステップS22及びステップS52に置換し、ステップS30とステップS40との間にステップS31を追加したものである。
FIG. 7 is a flowchart showing the calibration operation of the gaze
本実施形態では、ステップS20の処理が終わると、通信部15は、「途中キャリブレーションデータ」をサーバー200に送信する(ステップS22)。そして、キャリブレーションが再開されるときに、通信部15は、ドライバの個人識別情報をサーバー200に送信することで、サーバー200に送信したドライバの個人識別情報に対応する「途中キャリブレーションデータ」を要求し、要求した「途中キャリブレーションデータ」をサーバー200から受信する(ステップS31)。
In the present embodiment, when the process of step S20 ends, the
「途中キャリブレーションデータ」がサーバー200に保存されているため、「途中キャリブレーションデータ」を生成した視線方向検出装置102を搭載する車両と、キャリブレーションを再開する視線方向検出装置102を搭載する車両とが異なる車両であっても、図7に示すフロー動作を実現することができる。したがって、本実施形態は、第1実施形態よりも利便性が高い。
Since the “halfway calibration data” is stored in the
また、本実施形態では、ステップS50の処理が終わると、通信部15は、「完了キャリブレーションデータ」をサーバー200に送信する(ステップS52)。そして、視線方向演算部11aがドライバの視線方向を検出する場合に、通信部15は、ドライバの個人識別情報をサーバー200に送信することで、サーバー200に送信したドライバの個人識別情報に対応する「完了キャリブレーションデータ」を要求し、要求した「完了キャリブレーションデータ」をサーバー200から受信する。これにより、一度キャリブレーションが完了すると、視線方向検出装置102を搭載する複数の車両で「完了キャリブレーションデータ」を共用することができる。したがって、本実施形態は、第1実施形態よりも利便性が高い。
In the present embodiment, when the process of step S50 ends, the
<4.変形例>
上記実施形態は、全ての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきであり、本発明の技術的範囲は、上記実施形態の説明ではなく、特許請求の範囲によって示されるものであり、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内に属する全ての変更が含まれると理解されるべきである。
<4. Modification>
The above-described embodiment is an example in all respects and should not be considered as limiting, and the technical scope of the present invention is indicated by the scope of the claims, not the description of the above-described embodiment. Therefore, it should be understood that all modifications that come within the meaning and range of equivalency of the claims are embraced.
例えば、上述した実施形態では、「瞳孔−角膜反射法」を用いてドライバの視線方向を検出しているが、例えば「目頭−虹彩法」等の他の手法を用いてドライバの視線方向を検出してもよい。 For example, in the above-described embodiment, the driver's gaze direction is detected using the “pupil-corneal reflection method”, but the driver's gaze direction is detected using another method such as the “eye-iris method”. May be.
また、上述した実施形態では、9個の固定注視ポイントをドライバが順番に注視するキャリブレーションが採用されているが、固定注視ポイントの個数は9個以外の複数であってもよい。固定注視ポイントの個数を増やすほど、視線方向の検出精度は向上するが、キャリブレーションに要する時間が増加することになる。したがって、このトレードオフの関係を考慮して固定注視ポイントの個数を決定すればよい。 In the above-described embodiment, the calibration in which the driver gazes at the nine fixed gaze points in order is adopted, but the number of fixed gaze points may be a plurality other than nine. As the number of fixed gaze points increases, the detection accuracy in the gaze direction improves, but the time required for calibration increases. Therefore, the number of fixed gaze points may be determined in consideration of this trade-off relationship.
また、複数の固定注視ポイントをドライバが順番に注視するキャリブレーションの代わりに、移動する注視ポイントをドライバが目で追って注視するキャリブレーションを採用してもよい。 Moreover, you may employ | adopt the calibration in which a driver gazes at a moving gaze point with the eyes instead of the calibration in which a driver gazes a plurality of fixed gaze points in order.
11c 判定部
11d 生成部
11e 再開部
11h 正常判定部
11i 提案部
12 不揮発性メモリ
15 通信部
101 第1実施形態に係る視線方向検出装置
102 第2実施形態に係る視線方向検出装置
200 サーバー
Claims (9)
前記判定部によって中断有りと判定された場合に前記キャリブレーションの途中データを生成する生成部と、
前記キャリブレーションの途中データに基づく内容で前記キャリブレーションを再開する再開部と、
を備える、視線方向検出装置。 A determination unit that determines whether or not calibration is interrupted with respect to the gaze direction detection;
A generation unit that generates data during the calibration when the determination unit determines that there is an interruption;
A resuming unit for resuming the calibration with the content based on the halfway data of the calibration;
A gaze direction detecting device.
前記キャリブレーションの途中データを前記サーバーから受信する受信部と、を備え、
前記再開部は、前記受信部によって受信された前記キャリブレーションの途中データに基づく内容で前記キャリブレーションを再開する、請求項1又は請求項2に記載の視線方向検出装置。 A transmission unit for transmitting data during the calibration to the server;
A receiving unit that receives the midway data of the calibration from the server,
The gaze direction detection device according to claim 1, wherein the resuming unit resumes the calibration with a content based on halfway data of the calibration received by the receiving unit.
前記再開部は、前記正常判定部によって正常であると判定された区間に基づく内容で前記キャリブレーションを再開する、請求項1〜4のいずれか一項に記載の視線方向検出装置。 A normality determination unit that determines which section is normal in the midway data of the calibration,
The line-of-sight direction detection apparatus according to claim 1, wherein the resuming unit resumes the calibration with a content based on a section determined to be normal by the normality determining unit.
視線方向検出に関するキャリブレーションの中断の有無を判定する判定工程と、
前記判定部によって中断有りと判定された場合に前記キャリブレーションの途中データを生成する生成工程と、
前記キャリブレーションの途中データに基づく内容で前記キャリブレーションを再開する再開工程と、
を備える、キャリブレーション方法。 A method for calibrating a gaze direction detecting device,
A determination step for determining whether or not calibration is interrupted with respect to the gaze direction detection;
A generation step of generating halfway data of the calibration when the determination unit determines that there is an interruption;
A resuming step of resuming the calibration with the content based on mid-calibration data;
A calibration method comprising:
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