JPH04288123A - Line-of-sight display device - Google Patents

Line-of-sight display device

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JPH04288123A
JPH04288123A JP3052069A JP5206991A JPH04288123A JP H04288123 A JPH04288123 A JP H04288123A JP 3052069 A JP3052069 A JP 3052069A JP 5206991 A JP5206991 A JP 5206991A JP H04288123 A JPH04288123 A JP H04288123A
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JP
Japan
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movement
line
sight
head
driver
Prior art date
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JP3052069A
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Japanese (ja)
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JPH0583247B2 (en
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Mitsuo Yamada
光穗 山田
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A T R SHICHIYOUKAKU KIKO KENKYUSHO KK
Original Assignee
A T R SHICHIYOUKAKU KIKO KENKYUSHO KK
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To determine motions of the line of sight of a driver himself accurately by detecting and displaying the moves of the line of sight and motions of an automobile body being separated clearly based on the will of the driver. CONSTITUTION:A line-of-sight display device which displays motions of the line of sight of a driver of an automobile is disclosed. An acceleration sensor mounted on the body of the automobile detects motions such as inclination of the body generated with the running. The motions of the body detected is detected and displayed being superimposed on a background image on a screen of the display device 10 together with the motions of the line of sight as obtained by the computation of an eyeball motion data and a head motion data.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】この発明は、視線表示装置に関し
、特に、動く物体上に置かれた被観察者の視線の動きを
、動く物体の動きを考慮に入れて表示する視線表示装置
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a line-of-sight display device, and more particularly to a line-of-sight display device that displays the movement of the line of sight of an observer placed on a moving object, taking into account the movement of the moving object.

【0002】0002

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】従来
では、自動車や航空機などを運転または操縦している運
転者の視線の動きの分析において、運転者の頭部運動に
よる視線の動きへの影響を考慮せず、運転者の眼球の運
動による視線の動きだけが分析されていた。したがって
、眼球運動だけでなく、頭部運動をも考慮に入れて正確
な視線の動きの検出を行なう必要があり、その提案が既
に本願出願人によってされている。
[Prior Art and Problems to be Solved by the Invention] Conventionally, in analyzing the movement of the line of sight of a driver who is driving or piloting a car or aircraft, it has been difficult to analyze the influence of the movement of the driver's head on the movement of the line of sight. Only the movement of the driver's line of sight due to the movement of the driver's eyeballs was analyzed without taking into account the Therefore, it is necessary to accurately detect movement of the line of sight by taking into account not only eye movement but also head movement, and the applicant has already proposed this method.

【0003】一般に、自動車などの車体は、その走行に
伴って傾きや振動などの動きを生じる。たとえば、自動
車が曲がるときにはその遠心力によって車体が傾斜し、
また、道路の上がりまたは下がりによっても車体に傾斜
が生じる。運転者はそのような車体の傾きを受けるため
、その視線の動きもその傾きの影響を受けることになる
。従来では、このような状況の下での運転者の視線の動
きを分析するに際し、車体の動きのような外部的要因を
考慮に入れていないので、運転者自身の意志に基づく視
線の動きであるのかまたはそれ以外の外部的要因による
ものであるのかが曖昧となり、その結果正確な視線分析
を行なうことができなかった。
[0003] Generally, the body of a vehicle such as an automobile undergoes movements such as tilting and vibration as the vehicle moves. For example, when a car turns, the centrifugal force causes the car body to tilt.
The vehicle body also tilts due to the rise or fall of the road. Since the driver is affected by the inclination of the vehicle body, the movement of his/her line of sight is also affected by the inclination. Conventionally, when analyzing the driver's line of sight movement under such conditions, external factors such as the movement of the vehicle body are not taken into account, so the driver's line of sight movement based on the driver's own will is not considered. It became ambiguous as to whether this was due to the presence of the problem or some other external factor, and as a result, it was not possible to perform an accurate line of sight analysis.

【0004】この発明は、上記のような課題を解決する
ためになされたもので、動く物体に置かれた被観察者の
意志に基づく視線の動きと動く物体の動きによる影響と
を識別して表示することのできる視線表示装置を提供す
ることを目的とする。
[0004] The present invention was made to solve the above-mentioned problems, and is a system that distinguishes between the voluntary movement of the gaze of an observer placed on a moving object and the influence of the movement of the moving object. An object of the present invention is to provide a line of sight display device that can display a line of sight.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】この発明に係る視線表示
装置は、被観察者の眼球の運動を検出する眼球運動検出
手段と、被観察者の頭部の運動を検出する頭部運動検出
手段と、眼球運動検出手段および頭部運動検出手段から
の出力データを演算処理することにより、被観察者の視
線の動きを求める視線演算手段と、被観察者の視野の範
囲内の状況を撮影する撮影手段と、動く物体に取付けら
れ、その動く物体の動きを検出する物体動き検出手段と
、撮影手段によって撮影された映像を表示し、かつ表示
された映像上に視線演算手段によって得られる視線の動
きと物体動き検出手段によって検出された動く物体によ
る動きとを識別して表示する表示手段とを含む。
[Means for Solving the Problems] A line of sight display device according to the present invention includes an eye movement detecting means for detecting the movement of the eyeballs of an observed person, and a head movement detecting means for detecting the movement of the observed person's head. and a line-of-sight calculation means for calculating the movement of the observed person's line of sight by processing the output data from the eye movement detection means and the head movement detection means, and for photographing the situation within the visual field of the observed person. a photographing means; an object movement detecting means attached to a moving object to detect the movement of the moving object; and an object movement detecting means for displaying an image photographed by the photographing means, and for displaying a line of sight obtained by a line of sight calculation means on the displayed image. and display means for identifying and displaying the motion and the motion caused by the moving object detected by the object motion detection means.

【0006】[0006]

【作用】この発明における視線表示装置では、物体動き
検出手段が動く物体の動きを検出し、表示手段が撮影手
段によって撮影された映像の上に検出された動く物体に
よる動きを被観察者の視線の動きとともに識別表示する
。したがって、被観察者の意志に基づく視線の動きと動
く物体の動きによる影響とを区別して観察することがで
きる。
[Operation] In the line-of-sight display device according to the present invention, the object movement detecting means detects the movement of the moving object, and the display means detects the movement of the moving object detected on the image taken by the photographing means. Identification is displayed along with the movement of the Therefore, it is possible to distinguish and observe the movement of the line of sight based on the intention of the person to be observed and the influence of the movement of a moving object.

【0007】[0007]

【実施例】図1は、この発明の一実施例を示す視線運動
表示装置のブロック図である。図1を参照して、この視
線運動表示装置は、磁気センサを用いて運転者の頭部運
動を検出する頭部運動検出装置6と、運転者の眼球の運
動を検出する眼球運動検出装置5と、検出された頭部運
動データおよび眼球運動データを演算処理することによ
り運転者の視線データを求める注視点処理装置7と、求
められた視線データの画像処理を行なう画像処理装置8
と、運転席から撮影される外部状況を撮影するカメラ1
5と、カメラ15からのビデオ信号に画像処理された視
線信号をスーパーインポーズするスーパーインポーザ9
と、表示装置10とを含む。この視線運動表示装置は、
さらに、自動車の車体に取付けられた加速度センサ11
と、加速度センサ11によって得られる加速度信号を積
分する積分器12と、加速度センサ11が取付けられた
座標系の信号を頭部運動検出装置6における座標系の信
号に変換する座標変換器13と、座標変換された信号を
画像処理によってスーパーインポーズ可能な信号に変換
する画像処理装置14とを含む。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is a block diagram of a gaze movement display device showing an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, this eye movement display device includes a head movement detection device 6 that detects a driver's head movement using a magnetic sensor, and an eye movement detection device 5 that detects a driver's eye movement. , a gaze point processing device 7 that calculates the driver's line of sight data by processing the detected head movement data and eyeball movement data, and an image processing device 8 that performs image processing of the obtained line of sight data.
and camera 1 that photographs the external situation from the driver's seat.
5, and a superimposer 9 that superimposes the image-processed line-of-sight signal on the video signal from the camera 15.
and a display device 10. This gaze movement display device is
Furthermore, an acceleration sensor 11 attached to the vehicle body
an integrator 12 that integrates the acceleration signal obtained by the acceleration sensor 11; a coordinate converter 13 that converts a signal in the coordinate system in which the acceleration sensor 11 is attached to a signal in the coordinate system in the head motion detection device 6; and an image processing device 14 that converts the coordinate-transformed signal into a superimposable signal through image processing.

【0008】動作において、眼球運動検出装置5によっ
て検出された眼球運動データEと頭部運動検出装置6に
よって検出された頭部運動データHとが注視点処理装置
7に与えられ、そこで演算処理により運転者の視線の動
きを示す視線データが得られる。視線データは画像処理
装置8に与えられ、そこでスーパーインポーズ可能な視
線信号に変換される。一方、自動車の車体に取付けられ
た加速度センサ11によって車体の動きが検出され、検
出された信号が積分器12において2回積分される。積
分された信号は加速度センサ11が置かれた座標系にお
ける車体の動きを示しており、座標変換器13において
その座標系を頭部運動検出装置6におけるものに変換す
る。座標変換された車体の動きを示す信号は画像処理装
置14に与えられ、そこでスーパーインポーズ可能な信
号に変換される。スーパーインポーザ9には、カメラ1
5によって運転席から外部の状況を撮影した映像信号も
与えられる。スーパーインポーザ9は、カメラ15から
の映像信号上に視線の動きを示す視線信号および車体の
動きを示す信号をスーパーインポーズし、それによって
得られる映像が表示装置10の画面上に表示される。
In operation, eye movement data E detected by the eye movement detection device 5 and head movement data H detected by the head movement detection device 6 are provided to the gaze point processing device 7, where they are processed by arithmetic processing. Gaze data indicating the movement of the driver's gaze can be obtained. The line-of-sight data is provided to the image processing device 8, where it is converted into a line-of-sight signal that can be superimposed. On the other hand, the motion of the vehicle body is detected by an acceleration sensor 11 attached to the vehicle body, and the detected signal is integrated twice by an integrator 12. The integrated signal indicates the movement of the vehicle body in the coordinate system in which the acceleration sensor 11 is placed, and the coordinate converter 13 converts the coordinate system to that in the head motion detection device 6. The coordinate-transformed signal indicating the movement of the vehicle body is given to the image processing device 14, where it is converted into a signal that can be superimposed. Superimposer 9 has camera 1
5, a video signal capturing the external situation from the driver's seat is also provided. The superimposer 9 superimposes the line-of-sight signal indicating the movement of the line of sight and the signal indicating the movement of the vehicle body on the video signal from the camera 15, and the resulting image is displayed on the screen of the display device 10. .

【0009】図5は、図1に示した頭部運動検出装置6
のブロック図である。図5を参照して、この頭部運動検
出装置6は、基準磁界を発生する励磁コイル61と、励
磁コイル61を交流駆動するためのドライブ回路65と
、被観察者の頭部に装着されたセンサコイル62と、被
観察者の頭部に動きに応じてセンサコイル62に誘起さ
れた電圧を検出する検出回路63と、検出回路63によ
って検出された電圧に基づいて演算処理により被観察者
の頭部運動を求めるCPU64とを含む。CPU64は
ドライブ回路65をも制御する。励磁コイル61は、3
軸(X,Y,Z)方向に巻かれた3つのコイルにより構
成される。各コイルには、ドライブ回路65から発生さ
れた、それぞれ周波数の異なった駆動用電源電圧が供給
される。したがって、励磁コイル61によって3軸を基
準とする磁界が発生され、その磁界の中に被観察者がい
ることになる。センサコイル62も、(X,Y,Z)方
向にそれぞれ巻かれた3つの検出用コイルを備えている
。被観察者の頭部が動くと、その動きに応じてセンサコ
イル62内の各コイルに起電力が誘起される。各コイル
に生じた起電力を検出回路63により検出することによ
り、被観察者の頭部の動きに応じた信号が得られる。 CPU64は、この信号に基づいて演算処理することに
より、被観察者の頭部の動きを示す頭部運動データHを
求め、それを出力する。
FIG. 5 shows the head motion detection device 6 shown in FIG.
FIG. Referring to FIG. 5, this head motion detection device 6 includes an excitation coil 61 that generates a reference magnetic field, a drive circuit 65 for AC driving the excitation coil 61, and a head motion detection device 6 that is attached to the head of an observed person. A sensor coil 62 , a detection circuit 63 that detects the voltage induced in the sensor coil 62 according to the movement of the head of the person to be observed, and a calculation process based on the voltage detected by the detection circuit 63 to detect the person being observed. and a CPU 64 that calculates head movement. The CPU 64 also controls a drive circuit 65. The excitation coil 61 has 3
It is composed of three coils wound in the axial (X, Y, Z) directions. Each coil is supplied with driving power supply voltages generated from the drive circuit 65 and having different frequencies. Therefore, a magnetic field based on three axes is generated by the excitation coil 61, and the person to be observed is present in the magnetic field. The sensor coil 62 also includes three detection coils wound in the (X, Y, Z) directions. When the head of the person to be observed moves, an electromotive force is induced in each coil in the sensor coil 62 according to the movement. By detecting the electromotive force generated in each coil by the detection circuit 63, a signal corresponding to the movement of the head of the person to be observed is obtained. The CPU 64 performs arithmetic processing on the basis of this signal to obtain head movement data H indicating the movement of the head of the observed person, and outputs it.

【0010】図3は、頭部運動検出装置6において用い
られている頭部運動の座標系を示す概略図である。運転
者2の前頭部に前述のセンサコイル62が装着される。 図3に示したパラメータHx,Hy,Hz,Hθ,Hφ
およびHψは、それぞれこの図に示す方向の頭部運動の
動きを示している。すなわち、Hxは頭部の水平平行運
動を示し、Hyは前後方向の動きを示し、Hzは垂直平
行運動を示す。また、Hθは首を左右に傾ける方向の運
動を示し、Hφは首の上下方向の回転運動を示し、Hψ
は頭部の左右方向の回転運動を示す。
FIG. 3 is a schematic diagram showing a coordinate system for head motion used in the head motion detection device 6. As shown in FIG. The aforementioned sensor coil 62 is attached to the forehead of the driver 2. Parameters Hx, Hy, Hz, Hθ, Hφ shown in Figure 3
and Hψ indicate the movement of the head movement in the direction shown in this figure, respectively. That is, Hx indicates horizontal parallel motion of the head, Hy indicates forward-backward motion, and Hz indicates vertical parallel motion. In addition, Hθ indicates the movement in the direction of tilting the neck to the left and right, Hφ indicates the rotational movement of the neck in the vertical direction, and Hψ
indicates the rotational movement of the head in the left-right direction.

【0011】図4は、運転席における頭部運動検出の様
子を示す概略図である。図4を参照して、ハンドルの下
部などのような運転席に近い固定された位置に励磁コイ
ル61が取付けられる。センサコイル62は、運転者の
前頭部に取付けられる。運転者の頭部が動くことにより
、励磁コイル61とセンサコイル62との間の位置関係
が相対的に変化し、頭部運動検出が行なわれる。加速度
センサ11は、図4に示すように車体の一部に取付けら
れている。
FIG. 4 is a schematic diagram showing head motion detection in the driver's seat. Referring to FIG. 4, an excitation coil 61 is mounted at a fixed location near the driver's seat, such as at the bottom of the steering wheel. The sensor coil 62 is attached to the driver's forehead. As the driver's head moves, the positional relationship between the excitation coil 61 and the sensor coil 62 changes relative to each other, and head movement is detected. The acceleration sensor 11 is attached to a part of the vehicle body, as shown in FIG.

【0012】図6は、図1に示した眼球運動検出装置5
における検出原理を示す概略図である。この装置では、
角膜表面の白目と黒目の反射率の違いを利用する強膜反
射方式を用いたものが一例として示される。他の方式と
して、角膜反射方式やサーチコイル方式も適用できる。 図6を参照して、左右の目E1およびE2の前方に、セ
ンサ71および72がそれぞれ配置される。各センサ7
1および72の中央には、発光素子73が配置される。 発光素子73として、比較的指向性の広い±21゜程度
の赤外線投射の発光ダイオードが用いられる。発光素子
73の両側には、受光素子74が設けられる。受光素子
74として、指向性の鋭い±10゜程度のフォトダイオ
ードが用いられる。発光素子73から眼球に向けて投射
された光は白目および黒目の部分で反射する。白目と黒
目とでは反射率が異なるので、この反射率の違いを増幅
し、差を取れば水平(左右)の眼球運動の動きが出力と
して得られ、和を取れば垂直(上下)方向の眼球の動き
が出力として得られる。
FIG. 6 shows the eye movement detection device 5 shown in FIG.
FIG. 2 is a schematic diagram showing the detection principle in FIG. With this device,
An example of this method uses a scleral reflection method that utilizes the difference in reflectance between the white and iris of the corneal surface. As other methods, a corneal reflection method and a search coil method can also be applied. Referring to FIG. 6, sensors 71 and 72 are placed in front of left and right eyes E1 and E2, respectively. Each sensor 7
A light emitting element 73 is arranged at the center of 1 and 72. As the light emitting element 73, a light emitting diode that emits infrared radiation with a relatively wide directivity of about ±21° is used. A light receiving element 74 is provided on both sides of the light emitting element 73. As the light receiving element 74, a photodiode with sharp directivity of approximately ±10° is used. The light projected from the light emitting element 73 toward the eyeball is reflected at the white and iris portions of the eye. The whites of the eyes and the iris have different reflectances, so if you amplify this difference in reflectance and take the difference, you will get the horizontal (left and right) eye movements as an output, and if you add the sum, you will get the vertical (up and down) eye movements. The movement of is obtained as output.

【0013】水平方向と垂直方向とでは、眼球に対する
センサ71および72の位置が異なり、水平方向のセン
サ71は眼球の上下に対して中央に反射光を検出し、垂
直方向のセンサ72は下方にて反射光を検出するように
それぞれ配置される。そして、一方の目E1に水平方向
のセンサ71が配置され、他方の目E2の垂直方向のセ
ンサ72が配置される。これらを同時に用いれば、2次
元的な眼球運動を検出することができる。このような検
出原理を用いて眼球の移動速度,移動方向,移動距離,
注視時間などを求める手法は、たとえば特開昭60−1
26140号公報において開示される。したがって、図
1に示した眼球運動検出装置5から運転者の眼球運動を
示すデータEが得られ、注視点処理装置7に与えられる
[0013] The positions of the sensors 71 and 72 relative to the eyeball are different in the horizontal and vertical directions, with the horizontal sensor 71 detecting reflected light at the center of the eyeball above and below, and the vertical sensor 72 detecting reflected light downward. and are arranged so as to detect the reflected light. A horizontal sensor 71 is placed on one eye E1, and a vertical sensor 72 is placed on the other eye E2. If these are used simultaneously, two-dimensional eye movement can be detected. Using this detection principle, the moving speed, direction, distance, and
For example, a method for determining gaze time, etc.
It is disclosed in Japanese Patent No. 26140. Therefore, data E indicating the driver's eye movement is obtained from the eye movement detection device 5 shown in FIG. 1 and is provided to the gaze point processing device 7.

【0014】図7は、頭部運動による視線の動きを説明
するための概略図である。図7を参照して、一般に視対
象が移動すると、眼球はその視対象に追従して動く。こ
の眼球の動きに代えて、頭部を移動させることによって
も視対象を追いかけることができる。通常は、両者の動
きを併用して行なっている。頭部運動には、足や背骨の
向きによる平行移動と、首,背骨,腰,足などによって
実現される回転運動とがある。この頭部運動を後述する
方法により、眼球の回転角へ換算し、図7に示した頭部
運動補正眼球回転角αが得られる。図1に示した注視点
処理装置7では、この頭部運動補正眼球回転角αと眼球
自身の回転角θとの組合わせにより、視線データが表現
される。ここで、この回転角αとθの和を総称して視線
と定義する。
FIG. 7 is a schematic diagram for explaining the movement of the line of sight due to head movement. Referring to FIG. 7, generally when a visual object moves, the eyeball moves to follow the visual object. Instead of moving the eyeballs, it is also possible to track the visual object by moving the head. Usually, both movements are used together. Head movements include parallel movements caused by the orientation of the feet and spine, and rotational movements realized by the neck, spine, hips, legs, etc. This head movement is converted into an eyeball rotation angle by a method described later, and a head movement corrected eyeball rotation angle α shown in FIG. 7 is obtained. In the gaze point processing device 7 shown in FIG. 1, line of sight data is expressed by a combination of the head movement corrected eyeball rotation angle α and the eyeball rotation angle θ. Here, the sum of the rotation angles α and θ is collectively defined as the line of sight.

【0015】図1に示した注視点処理装置7における処
理を以下に説明する。注視点処理装置7は、補正された
頭部運動データHと眼球運動データEとを受ける。デー
タHの水平運動成分として(Hx,Hy,Hz)が与え
られ、回転運動成分として(Hφ,Hθ,Hψ)が与え
られるものとする。頭部運動の水平成分(Hx,Hy,
Hz)により視線が変化するが、これを眼球回転角(E
x,Ey)に換算するには次式が用いられる。ここでD
は被験者と観察対象までの距離である。
The processing in the gaze point processing device 7 shown in FIG. 1 will be explained below. The gaze point processing device 7 receives the corrected head movement data H and eye movement data E. It is assumed that (Hx, Hy, Hz) is given as the horizontal motion component of data H, and (Hφ, Hθ, Hψ) is given as the rotational motion component. Horizontal component of head movement (Hx, Hy,
The line of sight changes depending on the eyeball rotation angle (E
x, Ey), the following formula is used. Here D
is the distance between the subject and the observation target.

【0016】[0016]

【数1】[Math 1]

【0017】首を左肩方向または右肩方向にHθだけ傾
げると、眼球運動系の座標が回転する。したがって、H
θだけ傾いた眼球運動座標系(Xe,Ye)を元の観察
対象に直交した座標系(Xe′,Ye′)に変換する必
要がある。そのため次式が用いられる。
When the head is tilted by Hθ towards the left or right shoulder, the coordinates of the eye movement system rotate. Therefore, H
It is necessary to convert the eye movement coordinate system (Xe, Ye) tilted by θ to a coordinate system (Xe', Ye') orthogonal to the original observation object. Therefore, the following formula is used.

【0018】[0018]

【数2】 Xe′=Xe・cosHθ+Ye・sinHθ    
            ……(3)Ye′=−Xe・
sinHθ+Ye・cosHθ           
   ……(4)頭部運動により実現される視線の動き
(Xh,Yh)は、式(1)および(2)から、次式に
より表わされる。
[Formula 2] Xe′=Xe・cosHθ+Ye・sinHθ
...(3) Ye'=-Xe・
sinHθ+Ye・cosHθ
(4) The movement of the line of sight (Xh, Yh) realized by head movement is expressed by the following equation from equations (1) and (2).

【0019】[0019]

【数3】 Xh=Ex+Hψ                 
                         
……(5)Yh=Ey+Hφ            
                         
     ……(6)したがって、頭の動きを考慮した
視線の動き(Xv,Yv)は、式(3)ないし(6)よ
り、次式により表わされる。
[Math. 3] Xh=Ex+Hψ

...(5) Yh=Ey+Hφ

(6) Therefore, the movement of the line of sight (Xv, Yv) in consideration of the movement of the head is expressed by the following equation from equations (3) to (6).

【0020】[0020]

【数4】 Xv=Xe′+Xh                
                        …
…(7)Yv=Ye′+Yh            
                         
   ……(8)式(7)および(8)を用いることに
より、頭部運動と眼球運動とを組合わせて行なわれてい
る通常の視線の動きを再現することができる。以上のよ
うな処理は、図1に示した注視点処理装置7において行
なわれ、視線の動きを示す視線データが画像処理装置8
に与えられる。
[Formula 4] Xv=Xe′+Xh

...(7) Yv=Ye′+Yh

...(8) By using equations (7) and (8), it is possible to reproduce the normal movement of the line of sight that is performed by combining head movement and eyeball movement. The above processing is performed in the gaze point processing device 7 shown in FIG.
given to.

【0021】次に、車体の動きの検出処理について説明
する。図1に示した加速度センサ11として、たとえば
セラミック振動子を用いた音叉による超音波ジャイロが
使用される。このような加速度センサ11を車体に取付
けることにより、自動車のフレームに動きが生じたとき
の加速度がそれにより検出される。車体の加速度検出に
おける座標系は、たとえば図2のように示される。した
がって、加速度センサ11により車体の加速度を示す信
号(X″,Y″,Z″)が得られる。ここで、″は2回
微分を示す。この加速度信号を積分器12により2回積
分することにより、車体の動きを示す車体動きデータ(
X,Y,Z)が得られる。このデータ(X,Y,Z)は
、車が停止しているときの基準座標(Xo,Yo,Zo
)に対して、座標系の回転と平行移動とを加え合わせた
ものとなっている。座標変換器13では、この加速度座
標系の回転角と平行移動量を計算し、頭部運動検出にお
ける座標系のデータに変換する。その結果、車体の動き
を示すデータを図3に示した座標系におけるものとして
得ることができる。画像処理装置14は、座標変換され
たデータ信号をスーパーインポーズ可能な信号に変換し
、変換された信号をスーパーインポーザ9に与える。
Next, the process of detecting the movement of the vehicle body will be explained. As the acceleration sensor 11 shown in FIG. 1, for example, an ultrasonic gyro using a tuning fork using a ceramic vibrator is used. By attaching such an acceleration sensor 11 to the vehicle body, the acceleration when the frame of the vehicle moves is detected. A coordinate system for detecting acceleration of a vehicle body is shown, for example, as shown in FIG. Therefore, signals (X'', Y'', Z'') indicating the acceleration of the vehicle body are obtained by the acceleration sensor 11. Here, '' indicates a second differential. By integrating this acceleration signal twice by the integrator 12, body movement data (
X, Y, Z) are obtained. This data (X, Y, Z) is the reference coordinate (Xo, Yo, Zo) when the car is stopped.
), it is a combination of rotation and translation of the coordinate system. The coordinate converter 13 calculates the rotation angle and the amount of translation of this acceleration coordinate system, and converts them into coordinate system data for head motion detection. As a result, data indicating the movement of the vehicle body can be obtained in the coordinate system shown in FIG. The image processing device 14 converts the coordinate-transformed data signal into a superimposable signal, and supplies the converted signal to the superimposer 9.

【0022】スーパーインポーザ9にはカメラ15によ
って撮影された運転席から見える状況を示す映像信号も
与えられている。したがって、スーパーインポーザ9に
おいて、カメラ15からの映像信号に視線の動きを示す
視線信号と車体の動きを示す信号とがスーパーインポー
ズされる。スーパーインポーズされた映像信号は、表示
装置10に与えられその画面上にスーパーインポーズさ
れた映像が表示される。
The superimposer 9 is also provided with a video signal taken by a camera 15 and showing the situation seen from the driver's seat. Therefore, in the superimposer 9, a line-of-sight signal indicating the movement of the line of sight and a signal indicating the movement of the vehicle body are superimposed on the video signal from the camera 15. The superimposed video signal is applied to the display device 10, and the superimposed video is displayed on the screen of the display device 10.

【0023】図8は、表示装置10における画面の表示
例を示す画面図である。図8を参照して、背景となる映
像の上に視線の動きが表示されているのであるが、aが
車体の動きによるものを示し、bが運転者自身の意志に
よる視線の動きを示している。図8に示すように車体の
動きの方向と運転者自らの視線の動きの方向とが一致す
ることもあるが、実際には、運転中では運転者が見よう
としている方向と逆に車体が動くことが多い。
FIG. 8 is a screen diagram showing an example of a screen displayed on the display device 10. As shown in FIG. Referring to Figure 8, the movement of the line of sight is displayed on the background image, where a indicates the movement of the vehicle body, and b indicates the movement of the line of sight due to the driver's own will. There is. As shown in Figure 8, the direction of movement of the car body and the direction of movement of the driver's own line of sight may match, but in reality, while driving, the car body moves in the opposite direction to the direction the driver is trying to look. There are many things.

【0024】このようにして、表示装置10の画面上に
、運転者自身の意志による視線の動きと車体の動きに起
因するものとを明確に分離して識別表示できるので、こ
のような状況での視線の分析をより的確に行なうことが
可能となる。その分析結果を利用して、自動車などにお
けるより見やすい計器類の配置を得るため人間工学にお
ける重要なデータを正確に得ることが可能となる。
In this way, it is possible to clearly distinguish and display on the screen of the display device 10 the movement of the driver's own will and the movement of the vehicle body. This makes it possible to more accurately analyze the line of sight of people. By using the analysis results, it will be possible to accurately obtain important data regarding ergonomics in order to obtain easier-to-read instruments in automobiles and other vehicles.

【0025】[0025]

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、被観
察者が置かれた動く物体の動きを検出する物体動き検出
手段を設け、その物体の動きを被観察者の視線の動きと
識別して表示する表示手段を設けたので、被観察者の意
志に基づく視線の動きと動く物体の動きによる影響とを
識別して表示することのできる視線表示装置が得られた
As described above, according to the present invention, an object movement detecting means for detecting the movement of a moving object placed by an observed person is provided, and the movement of the object is detected based on the movement of the observed person's line of sight. Since a display means for distinguishing and displaying was provided, a gaze display device was obtained that can distinguish and display the movement of the gaze based on the intention of the observed person and the influence due to the movement of a moving object.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

【図1】この発明の一実施例を示す視線運動表示装置の
ブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram of a gaze movement display device showing an embodiment of the present invention.

【図2】図1に示した加速度センサにおける座標系を示
す座標図である。
FIG. 2 is a coordinate diagram showing a coordinate system in the acceleration sensor shown in FIG. 1;

【図3】図1に示した頭部運動検出装置において用いら
れている座標系および各運動パラメータの方向を示す概
略図である。
3 is a schematic diagram showing a coordinate system and directions of each motion parameter used in the head motion detection device shown in FIG. 1. FIG.

【図4】運転席における頭部運動検出の様子を示す概略
図である。
FIG. 4 is a schematic diagram showing head motion detection in the driver's seat.

【図5】図1に示した頭部運動検出装置のブロック図で
ある。
FIG. 5 is a block diagram of the head motion detection device shown in FIG. 1.

【図6】図1に示した眼球運動検出装置における検出原
理を示す概略図である。
6 is a schematic diagram showing the detection principle in the eye movement detection device shown in FIG. 1. FIG.

【図7】頭部運動における視線の動きを説明するための
概略図である。
FIG. 7 is a schematic diagram for explaining the movement of the line of sight during head movement.

【図8】検出された視線運動の表示例を示す画面図であ
る。
FIG. 8 is a screen diagram showing a display example of detected eye movement.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

5  眼球運動検出装置 6  頭部運動検出装置 7  注視点処理装置 9  スーパーインポーザ 10  表示装置 11  加速度センサ 12  積分器 13  座標変換器 5 Eye movement detection device 6 Head movement detection device 7 Gaze point processing device 9. Superimposer 10 Display device 11 Acceleration sensor 12 Integrator 13 Coordinate converter

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  動く物体上に置かれた被観察者の視線
の動きを表示する視線表示装置であって、前記被観察者
の眼球の運動を検出する眼球運動検出手段と、前記被観
察者の頭部の運動を検出する頭部運動検出手段と、前記
眼球運動検出手段および前記頭部運動検出手段からの出
力データを演算処理することにより、前記被観察者の視
線の動きを求める視線演算手段と、前記被観察者の視野
の範囲内の状況を撮影する撮影手段と、前記動く物体に
取付けられ、前記動く物体の動きを検出する物体動き検
出手段と、前記撮影手段によって撮影された映像を表示
し、かつ表示された映像上に、前記視線演算手段によっ
て得られる視線の動きと前記物体動き検出手段によって
検出された前記動く物体の動きとを識別して表示する表
示手段とを含む、視線表示装置。
1. A line-of-sight display device that displays the movement of the line of sight of an observed person placed on a moving object, comprising: an eye movement detecting means for detecting a movement of the eyeball of the observed person; a head movement detection means for detecting movement of the head of the person; and a line of sight calculation for calculating the movement of the line of sight of the observed person by processing output data from the eye movement detection means and the head movement detection means. a photographing means for photographing a situation within the visual field of the observed person; an object movement detecting means attached to the moving object and detecting movement of the moving object; and an image photographed by the photographing means. and display means for identifying and displaying the movement of the line of sight obtained by the line of sight calculation means and the movement of the moving object detected by the object movement detection means on the displayed image. Gaze display device.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008079737A (en) * 2006-09-26 2008-04-10 Toyota Motor Corp Concentration degree evaluating apparatus and display device for vehicle equipped with the same
JP2009251658A (en) * 2008-04-01 2009-10-29 Fujifilm Corp Portable electronic equipment and control method thereof
JP2014149794A (en) * 2013-02-04 2014-08-21 Tokai Univ Visual line analysis device
JP6432702B1 (en) * 2018-03-15 2018-12-05 オムロン株式会社 Calculation system, index calculation method, and computer program

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