KR101681938B1 - Apparatus for preventing drowsy driving - Google Patents

Apparatus for preventing drowsy driving Download PDF

Info

Publication number
KR101681938B1
KR101681938B1 KR1020150156617A KR20150156617A KR101681938B1 KR 101681938 B1 KR101681938 B1 KR 101681938B1 KR 1020150156617 A KR1020150156617 A KR 1020150156617A KR 20150156617 A KR20150156617 A KR 20150156617A KR 101681938 B1 KR101681938 B1 KR 101681938B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
image
driver
infrared
region
prism lens
Prior art date
Application number
KR1020150156617A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
이승열
김대용
김수궐
최종구
Original Assignee
모본주식회사
타타대우상용차 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 모본주식회사, 타타대우상용차 주식회사 filed Critical 모본주식회사
Priority to KR1020150156617A priority Critical patent/KR101681938B1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101681938B1 publication Critical patent/KR101681938B1/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K28/00Safety devices for propulsion-unit control, specially adapted for, or arranged in, vehicles, e.g. preventing fuel supply or ignition in the event of potentially dangerous conditions
    • B60K28/02Safety devices for propulsion-unit control, specially adapted for, or arranged in, vehicles, e.g. preventing fuel supply or ignition in the event of potentially dangerous conditions responsive to conditions relating to the driver
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K28/00Safety devices for propulsion-unit control, specially adapted for, or arranged in, vehicles, e.g. preventing fuel supply or ignition in the event of potentially dangerous conditions
    • B60K28/02Safety devices for propulsion-unit control, specially adapted for, or arranged in, vehicles, e.g. preventing fuel supply or ignition in the event of potentially dangerous conditions responsive to conditions relating to the driver
    • B60K28/06Safety devices for propulsion-unit control, specially adapted for, or arranged in, vehicles, e.g. preventing fuel supply or ignition in the event of potentially dangerous conditions responsive to conditions relating to the driver responsive to incapacity of driver
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/04Prisms
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/20Filters
    • G02B5/208Filters for use with infrared or ultraviolet radiation, e.g. for separating visible light from infrared and/or ultraviolet radiation
    • H04N5/2257

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Traffic Control Systems (AREA)

Abstract

본 발명은 조사광 증대 내지 카메라 유닛의 감도 증대 없이 운전자의 눈을 정확히 검출할 수 있고, 눈 검출을 위한 연산량을 크게 감소시킬 수 있는 졸음 운전 방지 장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 졸음 운전 방지 장치는, 적외선 파장대의 광을 출사하는 조명부와; 입사되는 적외선을 제1 방향 및 제2 방향으로 분산시키는 프리즘 렌즈와; 상기 프리즘 렌즈의 일면 상에 구비되어 가시광선은 차단하고 적외선은 통과시키는 적외선 통과 필터와; 상기 프리즘 렌즈의 상기 제1 방향 광 경로 상에 구비되는 중성농도 필터와; 상기 프리즘 렌즈의 상기 제2 방향 광 경로 상에 구비되는 무반사(AR)층과; 상기 중성농도 필터를 통과 후 입사되는 광을 검지하여 제1 영상을 생성하는 제1 촬상소자와; 상기 무반사층을 통과 후 입사되는 광을 검지하여 제2 영상을 생성하는 제2 촬상소자; 및 상기 제1 촬상소자에 의해 생성되는 제1 영상으로부터 상기 운전자 안면 영역을 인식한 후 눈을 포함한 영역을 관심 영역으로 추출하고, 상기 제2 영상 중 상기 관심 영역에 대응하는 영역으로부터 상기 운전자의 눈을 검출하는 중앙처리부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
The present invention relates to a drowsiness driving preventing device capable of accurately detecting the eyes of a driver without increasing the irradiating light or increasing the sensitivity of the camera unit and greatly reducing the amount of calculation for eye detection.
An apparatus for preventing drowsiness driving according to the present invention includes: an illumination unit that emits light in an infrared wavelength band; A prism lens for dispersing incident infrared rays in a first direction and a second direction; An infrared pass filter provided on one surface of the prism lens for blocking visible light and passing infrared light; A neutral density filter provided on the first direction optical path of the prism lens; An antireflective (AR) layer disposed on the second directional optical path of the prism lens; A first image pickup element for detecting light incident upon the neutral density filter and generating a first image; A second image pickup element for generating a second image by detecting light incident upon the non-reflective layer; And extracting the area including the eyes as a region of interest after recognizing the driver's face region from the first image generated by the first image pickup element, extracting from the region corresponding to the region of interest the eyes of the driver And a central processing unit for detecting the central processing unit.

Description

졸음 운전 방지 장치{APPARATUS FOR PREVENTING DROWSY DRIVING}{APPARATUS FOR PREVENTING DROWING DRIVING}

본 발명은 졸음 운전 방지 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 근적외선 조명과 근적외선 카메라를 이용하여 졸음 운전 여부를 판별할 수 있는 졸음 운전 방지 장치 및 졸음 운전 방지 장치용 광학계에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a drowsiness driving prevention system, and more particularly, to a drowsiness driving prevention device and an optical system for drowsiness driving prevention device capable of discriminating whether or not drowsiness is possible by using a near infrared ray camera and a near infrared ray camera.

일반적으로, 도로에서 차량 주행시 각 차선별로 여러 차량들이 동시에 주행하기 때문에 운전자는 브레이크 조작과 조향 핸들 조작을 주의 깊게 해야 옆 차선의 차량과 충돌하지 않고 안전한 주행을 할 수 있다.Generally, since a plurality of vehicles run at the same time in each lane when the vehicle is running on the road, the driver must pay attention to the brake operation and the steering wheel operation so that the driver can run safely without colliding with the vehicle in the next lane.

그러나, 운전자가 졸음 운전으로 인해 앞차가 정지되어 있는 것을 알지 못하고 브레이크를 적절하게 작동하지 못하는 경우에 추돌사고를 일으킬 수 있으며, 졸음 운전 중 무의식적으로 조향 핸들을 좌우측으로 조작하는 경우에는 주행 중인 차량이 옆 차선으로 진입하여 해당 차선의 다른 차량과 충돌하게 되어 안전운행을 보장하지 못하게 되는 문제점이 있었다.However, when the driver does not know that the vehicle ahead is stopped due to drowsy driving and can not properly operate the brakes, a collision accident may be caused. In the case of steering the steering wheel to the right and left unintentionally during drowsiness operation, The vehicle enters the side lane and collides with another vehicle in the lane of the lane, failing to guarantee safe driving.

이러한 졸음 운전을 방지하기 위하여 다양한 기술이 제안되고 있는데, 통상적으로 졸음 운전 방지 장치는 카메라로부터 입력되는 운전자 영상에서 눈 영상을 검출하고 검출한 눈 영상을 이용하여 졸음 운전 여부를 판단한다.In order to prevent such drowsy driving, various technologies have been proposed. In general, the drowsiness driving prevention device detects an eye image from a driver image input from a camera and determines whether the drowsiness operation is performed using the detected eye image.

그리고, 졸음 운전으로 판단되면 경고음과 같은 소정의 이벤트를 발생시켜 운전자의 주의를 환기시킴으로써 졸음 운전으로 인한 교통사고를 예방할 수 있도록 하고 있다.In addition, when it is determined that the driver is sleepy driving, a predetermined event such as a warning sound is generated to alert the driver, thereby preventing traffic accidents caused by sleepy driving.

예컨대, 선행특허 1에서는 온/오프 신호를 출력하는 스위칭수단과, 운전자의 얼굴 영상을 검출하는 카메라, 카메라의 신호 분석과 함께 눈의 개폐율에 따라 졸음운전을 판단하며 경보를 위한 제어신호를 출력하는 영상 신호 연산부 및 제어수단 등의 구성을 통하여 졸음운전시 경보신호를 출력할 수 있는 졸음운전 방지 장치 및 방법이 개시되어 있다.For example, in the prior art 1, switching means for outputting an on / off signal, a camera for detecting a facial image of a driver, and a camera are analyzed to determine a drowsy operation according to the open / close rate of eyes and a control signal for alarm is output Which is capable of outputting an alarm signal during a drowsy operation through a configuration of a video signal operating unit and a control unit.

그러나, 이와 같은 종래 졸음 운전 방지 장치 내지 방법은 일반 CCD 또는 CMOS 카메라를 사용할 경우 주행 환경이 밤과 같이 어두운 조도 환경이거나 특히 운전자가 선글라스를 착용시에는 운전자의 눈 상태를 판별하기에 충분한 영상을 획득하기 어려운 문제점이 있었다.However, such a conventional drowsiness driving prevention apparatus or method has a problem in that when the general CCD or CMOS camera is used, the driving environment is dark, such as at night, or an image sufficient to discriminate the driver's eye condition when the driver wears sunglasses There is a problem that it is difficult to do.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 적외선 카메라를 이용하여 영상을 획득하는 방법(선행특허2,3 참조)이 있으나, 상기 경우 다양한 조도 환경 모두에 대해 만족할 만한 영상을 획득하기 어려운 한계가 있었다.In order to solve such a problem, there is a method of acquiring an image using an infrared camera (see prior patents 2 and 3). However, in this case, there is a limit in obtaining satisfactory images for various illuminance environments.

이러한 선행특허 2,3의 한계를 해결하기 위해서는, 특히, 선글라스의 경우 적외선 카메라로 전달되는 눈 부위 빛의 양이 2.25~6.25%로 매우 낮아 안경이나 조광렌즈 수준의 카메라로 전달되는 눈 부위 빛의 양을 얻기 위해서는 조명이 10~30배 밝아지거나 카메라 렌즈 및 센서(이하, '카메라 유닛')의 감도가 10~30배 높아져야 하며, 강한 역광, 사광 등의 외부 광원에 대한 영향이 커질 때는 해당하는 빛을 감쇄시키고 조명과 감도를 낮춰야 한다.In order to solve the limitations of the prior patents 2 and 3, particularly in the case of sunglasses, the amount of light in the eye region transmitted to the infrared camera is very low, ranging from 2.25 to 6.25% In order to obtain the amount of light, the illumination should be 10 to 30 times brighter or the sensitivity of the camera lens and sensor (hereinafter, 'camera unit') should be increased by 10 to 30 times. When the influence of external light sources such as strong backlight, You have to attenuate the light and lower the light and sensitivity.

그런데, 이와 같이 선글라스를 투과하여 눈 부위의 영상을 획득하기 위해 조사광을 늘리거나 카메라 유닛의 감도를 높이게 되면 다음과 같은 또 다른 문제점이 발생하게 된다.However, if the irradiated light is increased or the sensitivity of the camera unit is increased in order to acquire the image of the eye region through the sunglasses, another problem occurs as follows.

먼저, 조명의 조사광을 증대시킬 경우 조명의 크기, 소비전류, 발열, 가격 등이 상승하고, 카메라 유닛의 감도를 증대시킬 경우 렌즈 및 이미지 센서의 크기와 가격이 상승하는 문제점이 발생한다.First, when the irradiation light of the illumination is increased, the size of the illumination, the current consumption, the heat generation, the price, and the like increase, and when the sensitivity of the camera unit is increased, the size and the price of the lens and the image sensor increase.

다음으로, 조사광 증대 또는 카메라 유닛 감도 증대 방식을 개별 또는 동시 적용했을 경우 선글라스를 투과하여 눈의 개구 상태를 확인하기에 충분한 밝기를 확보할 수 있지만 이 때 발생되는 선글라스 외의 구역의 영상 포화가 발생하는 문제가 있다.Next, when the irradiation light increase or the camera unit sensitivity increasing method is applied individually or simultaneously, it is possible to secure enough brightness to transmit the sunglasses to check the opening state of the eye, but image saturation occurs in the area other than the sunglasses generated at this time There is a problem.

그리고, 선글라스를 투과하여 눈 부위를 검출하기 위해 조사광을 늘리거나, 강한 역광, 사광 등 외부 빛이 비춰 안면 인식 동작에 문제가 발생하였을 경우 오동작 등 이후 동작 자체가 불가능해 지거나, 눈이 있을 위치를 확정하지 못하여 관심 영역이 넓어져 연산량이 늘어나는 문제가 있다. In addition, when the sunlight is transmitted through the sunglasses to increase the irradiation light to detect the eye area, or when a problem occurs in the face recognition operation due to strong external light such as backlighting or spotlighting, the operation itself becomes impossible after a malfunction, It is not possible to determine the area of interest, which increases the amount of computation.

선행특허 1. 한국등록특허 제0295849호 (2001.05.30)Previous Patent 1. Korean Patent No. 0295849 (May 30, 2001) 선행특허 2. 한국공개특허 제2006-0066807호 (2006.06.19)Prior Patent 2. Korean Patent Publication No. 2006-0066807 (Jun. 19, 2006) 선행특허 3. 한국공개특허 제1997-0036013호 (1997.07.22)Prior Patent 3. Korean Patent Publication No. 1997-0036013 (July 22, 1997)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 다양한 조도 환경은 물론 운전자의 선글라스를 착용시에도 졸음 운전 여부를 정확히 판별할 수 있는 졸음 운전 방지 장치를 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a drowsiness driving prevention device capable of accurately discriminating whether or not drowsy driving is performed even when a driver's sunglasses is worn as well as various illuminance environments.

특히, 본 발명은 조사광 증대 내지 카메라 유닛의 감도 증대 없이 운전자의 눈을 검출할 수 있고, 눈 검출을 위한 연산량을 감소시킬 수 있는 졸음 운전 방지 장치를 제공하는 것을 주요 목적으로 한다.In particular, it is a principal object of the present invention to provide a drowsiness driving prevention device capable of detecting a driver's eye without increasing the irradiated light or increasing the sensitivity of the camera unit, and capable of reducing a calculation amount for eye detection.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 졸음 운전 방지 장치는, 운전자의 얼굴 측으로 적외선 파장대의 광을 출사하는 조명부와; 상기 운전자 측으로 투사후 입사되는 상기 적외선을 제1 방향 및 제2 방향으로 분산시키는 프리즘 렌즈와; 상기 프리즘 렌즈의 상기 적외선이 입사되는 면 상에 구비되어 가시광선은 차단하고 적외선은 통과시키는 적외선 통과 필터와; 상기 프리즘 렌즈의 상기 제1 방향 광 경로 상에 구비되는 중성농도 필터와; 상기 프리즘 렌즈의 상기 제2 방향 광 경로 상에 구비되는 무반사(AR)층과; 상기 중성농도 필터를 통과 후 입사되는 광을 검지하여 제1 영상을 생성하는 제1 촬상소자와; 상기 무반사층을 통과 후 입사되는 광을 검지하여 제2 영상을 생성하는 제2 촬상소자; 및 상기 제1 촬상소자에 의해 생성되는 제1 영상으로부터 상기 운전자 안면 영역을 인식한 후 눈을 포함한 영역을 관심 영역으로 추출하고, 상기 제2 영상 중 상기 관심 영역에 대응하는 영역으로부터 상기 운전자의 눈을 검출하는 중앙처리부를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an apparatus for preventing drowsiness in an eye, comprising: an illumination unit that emits light of an infrared wavelength band toward a face of a driver; A prism lens for dispersing the infrared rays incident on the driver after projecting in a first direction and a second direction; An infrared ray pass filter provided on a surface of the prism lens on which the infrared rays are incident, the infrared rays passing through the prism lens while blocking visible rays and passing infrared rays; A neutral density filter provided on the first direction optical path of the prism lens; An antireflective (AR) layer disposed on the second directional optical path of the prism lens; A first image pickup element for detecting light incident upon the neutral density filter and generating a first image; A second image pickup element for generating a second image by detecting light incident upon the non-reflective layer; And extracting the area including the eyes as a region of interest after recognizing the driver's face region from the first image generated by the first image pickup element, extracting from the region corresponding to the region of interest the eyes of the driver And a central processing unit for detecting the central processing unit.

본 발명에 따른 졸음 운전 방지 장치에 의하면, 다양한 조도 환경은 물론 운전자의 선글라스를 착용시에도 졸음 운전 판별에 적합한 영상을 획득할 수 있고, 특히 조명의 조사광을 증대시키거나, 카메라 렌즈 내지 센서의 감도를 증대시키지 않고도 운전자의 눈을 정확히 검출할 수 있으며, 더 나아가 눈 검출을 위한 영상 분석 작업량 내지 연산량을 크게 감소시켜 눈 검출을 위한 처리 속도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.According to the drowsiness prevention device of the present invention, it is possible to acquire an image suitable for distinguishing drowsiness not only in various illuminance environments but also when wearing sunglasses of a driver, and in particular, It is possible to accurately detect the driver's eye without increasing the sensitivity and further improve the processing speed for eye detection by greatly reducing the image analysis workload or calculation amount for eye detection.

도 1은 본 발명에 따른 졸음 운전 방지 장치의 블록 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 광학계의 세부 구성을 도시한 도면.
도 3은 본 발명에 따른 조명부에 의해 출사되는 광의 파장 대역을 나타낸 일 례.
도 4는 본 발명에 따른 졸음 운전 방지 장치가 차량 내부에 설치된 모습을 나타낸 일 설치예.
도 5 (a) 및 (b)는 본 발명의 제1 및 제2 촬상소자에 의해 획득되는 제1 영상, 관심영역 및 제2 영상의 예시.
1 is a block diagram of a drowsiness driving prevention device according to the present invention;
2 is a view showing a detailed configuration of an optical system according to the present invention;
3 is a view showing a wavelength band of light emitted by the illumination unit according to the present invention.
FIG. 4 is a perspective view illustrating an example in which the drowsiness driving prevention device according to the present invention is installed inside a vehicle.
5 (a) and 5 (b) illustrate a first image, a region of interest, and a second image obtained by the first and second image pickup devices of the present invention.

본 발명에서 사용하는 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this specification, the terms "comprises" or "having" and the like refer to the presence of stated features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.

또한, 본 명세서에서, "~ 상에 또는 ~ 상부에" 라 함은 대상 부분의 위 또는 아래에 위치함을 의미하는 것이며, 반드시 중력 방향을 기준으로 상 측에 위치하는 것을 의미하는 것은 아니다. 또한, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "상에 또는 상부에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 상에 또는 상부에" 접촉하여 있거나 간격을 두고 있는 경우 뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.Also, in the present specification, the term " above or above "means to be located above or below the object portion, and does not necessarily mean that the object is located on the upper side with respect to the gravitational direction. It will also be understood that when a section of an area, plate, or the like is referred to as being "above or above another section ", this applies not only to the case where the other section is " And the like.

또한, 본 명세서에서, 일 구성요소가 다른 구성요소와 "연결된다" 거나 "접속된다" 등으로 언급된 때에는, 상기 일 구성요소가 상기 다른 구성요소와 직접 연결되거나 또는 직접 접속될 수도 있지만, 특별히 반대되는 기재가 존재하지 않는 이상, 중간에 또 다른 구성요소를 매개하여 연결되거나 또는 접속될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.Also, in this specification, when an element is referred to as being "connected" or "connected" with another element, the element may be directly connected or directly connected to the other element, It should be understood that, unless an opposite description is present, it may be connected or connected via another element in the middle.

또한, 본 명세서에서, 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.Also, in this specification, the terms first, second, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.

이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예, 장점 및 특징에 대하여 상세히 설명하도록 한다.In the following, preferred embodiments, advantages and features of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 졸음 운전 방지 장치의 블록 구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 광학계의 세부 구성을 도시한 도면이고, 도 3은 본 발명에 따른 조명부에 의해 출사되는 광의 파장 대역을 나타낸 일 례이고, 도 4는 본 발명에 따른 졸음 운전 방지 장치가 차량 내부에 설치된 모습을 나타낸 일 설치예이고, 도 5는 본 발명의 제1 및 제2 촬상소자(31,32)에 의해 획득되는 제1 영상, 관심영역 및 제2 영상의 예시이다.FIG. 1 is a block diagram of an apparatus for preventing drowsiness according to the present invention, FIG. 2 is a view showing a detailed configuration of an optical system according to the present invention, FIG. 3 is a graph showing the wavelength band of light emitted by the illumination unit according to the present invention FIG. 4 is an example of an installation example in which the drowsiness driving prevention device according to the present invention is installed inside a vehicle, and FIG. 5 is a view showing an example in which the drowsiness prevention device according to the present invention is acquired by the first and second image pickup devices 31 and 32 An area of interest, and a second image.

도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 졸음 운전 방지 장치는 조명부(10), 광학계(20), 적외선 카메라(30), 및 중앙처리부(40)를 포함하고, 특히 적외선 카메라(30)는 제1 촬상소자(31)와 제2 촬상소자(32)를 포함하며, 광학계(20)는 프리즘 렌즈(21), 적외선 통과필터(22), 중성농도 필터(23), 무반사층(24), 대물 렌즈(25)를 포함하는 것을 특징으로 한다.1 to 5, the drowsiness prevention device according to the present invention includes an illumination unit 10, an optical system 20, an infrared camera 30, and a central processing unit 40, The optical system 20 includes a prism lens 21, an infrared ray passing filter 22, a neutral density filter 23, an anti-reflection layer 24, , And an objective lens (25).

본 발명의 조명부(10)는 적외선을 방출하는 발광 소자를 포함하고, 상기 발광 소자는 바람직하게는 근적외선 파장대의 광을 방출하도록 구성된다.The illumination unit 10 of the present invention includes a light emitting element that emits infrared rays, and the light emitting element is preferably configured to emit light in a near infrared ray wavelength range.

바람직한 실시예에 따르면, 조명부(10)는 운전자의 적어도 동공을 포함한 안면 부위에 적외선을 투사할 수 있도록 차량 실내에 설치되며, 예컨대, 도 4와 같이 루프 패널(3) 전단 영역에 장착되거나, 차량 앞 유리(1) 상단 영역, 운전석 선바이저(sun visor)(5) 부근, 또는 룸 미러 부근에 장착될 수 있다.According to a preferred embodiment, the lighting unit 10 is installed in a vehicle interior so as to project infrared light to at least the face portion including the pupil of the driver. For example, the lighting unit 10 may be mounted on the front end region of the roof panel 3, May be mounted near the top region of the windshield (1), near the driver's sun visor (5), or near the room mirror.

바람직한 실시예에 따르면, 조명부(10)는 760 ~ 1550 ㎚ 파장대의 근적외선을 발광할 수 있는 램프로 구성되며, 상기 램프는 다수 개의 적외선 엘이디(IR LED) 칩으로 구성할 수 있다.According to a preferred embodiment, the illumination unit 10 is composed of a lamp capable of emitting near-infrared rays in a wavelength range of 760 to 1550 nm, and the lamp may be composed of a plurality of IR LED chips.

이와 같은 조명부(10)는 독립적으로 구성된 하나의 물건으로 구비되어 운전자의 전방 영역에 장착되거나, 또는 적외선 카메라(30)에 일체로 구비되어 운전자의 전방 영역에 배치되도록 구성할 수 있다.The illuminating unit 10 may be provided as an independent object and may be mounted on the front area of the driver or may be disposed integrally with the infrared camera 30 and disposed in the front area of the driver.

한편, 조명부(10)는 투사 조명의 광균일도를 위해 조명용 렌즈, 광확산판, 광확산 필름 및 반사경 등을 더 구비할 수 있다.Meanwhile, the illumination unit 10 may further include an illumination lens, a light diffusion plate, a light diffusion film, a reflector, and the like, for the purpose of light uniformity of the projection illumination.

그리고, 조명부(10)는 후술할 관심 영역 추출 및 눈 검출을 위해 중앙처리부(40)에 의해 온/오프 및 출력이 제어될 수 있다. 이에 대한 상세한 설명은 후술하기로 한다.The illuminating unit 10 can be controlled on / off and output by the central processing unit 40 for extracting a region of interest and eye detection, which will be described later. A detailed description thereof will be given later.

조명부(10)는 적외선 카메라(30) 주변에 장착된 다수 개의 적외선 엘이디 칩으로 구성될 수 있다. 바람직하게는, 운전자의 안면에 균일하고 충분한 조명이 투사될 수 있도록 다수 개의 적외선 엘이디 칩이 적외선 카메라(30)의 외주 상에 등간격으로 배치되게 구성할 수 있다.The illumination unit 10 may include a plurality of infrared LED chips mounted on the periphery of the infrared camera 30. Preferably, a plurality of infrared LED chips may be arranged at equal intervals on the outer circumference of the infrared camera 30 so that uniform and sufficient illumination may be projected onto the driver's face.

본 발명의 광학계(20)는 입사광(I1)을 2개의 광으로 분할하여 후술할 제1 영상(P1)과 제2 영상(P2)을 획득할 수 있도록 기능하는 구성으로서, 세부적으로 대물 렌즈(25), 프리즘 렌즈(21), 적외선 통과필터(22), 중성농도 필터(23), 및 무반사층(24)을 포함한다The optical system 20 of the present invention has a structure that functions to acquire the first image P1 and the second image P2 which will be described later by dividing the incident light I1 into two lights, ), A prism lens 21, an infrared ray pass filter 22, a neutral density filter 23, and an anti-reflection layer 24

광학계(20)의 대물 렌즈(25)는 운전자의 얼굴에 투사 후 반사되는 적외선 광을 집광하여 프리즘 렌즈(21)로 제공하는 구성이다. The objective lens 25 of the optical system 20 condenses the infrared light reflected after projecting onto the driver's face and provides it to the prism lens 21.

따라서, 대물 렌즈(25)는 운전자의 얼굴에 투사된 후 프리즘 렌즈(21)로 입사되는 광(I1)의 경로 상에 배치되며, 바람직하게는 적외선 통과필터(22)가 구비되는 프리즘 렌즈(21)의 일면 상에 배치될 수 있다.The objective lens 25 is disposed on the path of the light I1 incident on the prism lens 21 after being projected on the driver's face and is preferably disposed on the prism lens 21 ). ≪ / RTI >

광학계(20)의 프리즘 렌즈(21)는 대물 렌즈(25)를 통과하여 입사되는 적외선 광(I1)을 제1 방향(K1) 및 상기 제1 방향(K1)과 상이한 제2 방향(K2)으로 분산 굴절시키는 구성이다.The prism lens 21 of the optical system 20 transmits the infrared light I1 passing through the objective lens 25 in the first direction K1 and in the second direction K2 different from the first direction K1 Is a dispersion refracting configuration.

적외선 통과필터(22)는 조명부(10)에 의해 운전자의 얼굴에 투사된 후 반사되는 적외선 광(I1)이 입사되는 프리즘 렌즈(21)의 일면(이하, '제1 면'이라 칭함) 상에 배치되어 가시광선은 차단하고 적외선은 통과시키는 역할을 한다.The infrared pass filter 22 is disposed on one surface (hereinafter referred to as a first surface) of the prism lens 21 through which the infrared light I1 reflected after being projected on the driver's face by the illumination unit 10 is incident It is deployed to block visible light and pass infrared rays.

바람직한 실시예에 따르면, 적외선 통과필터(22)는 프리즘 렌즈(21)로 입사되는 광(I1) 중, 가시 광선은 차단하고 근적외선은 특정 대역의 근적외선만 통과시키는 광학 대역통과 필터(OBPF) 또는 광학 저역통과 필터(OLPF)로 구성할 수 있다.According to a preferred embodiment, the infrared pass filter 22 is an optical pass band filter (OBPF) or optically passable filter (OBPF) that blocks visible light and allows near infrared rays to pass only near infrared rays of a specific band among the light I1 incident on the prism lens 21, And a low-pass filter (OLPF).

여기서, 광학 대역통과 필터(OBPF)에 의해 통과되는 '특정 대역의 근적외선'이란 근적외선 파장대에서 구분되는 다수 개의 대역 중 어느 하나의 대역일 수 있으며, 예컨대, 도 3과 같은 제1 대역(B1), 제2 대역(B2), 또는 제3 대역(B3) 중 어느 하나의 대역일 수 있다.Here, the 'near infrared ray of a specific band' passed by the optical band pass filter (OBPF) may be any one of a plurality of bands classified in the near-infrared wavelength band. For example, the first band B1, The second band B2, or the third band B3.

조명부(10)는 근적외선의 파장대 중 협대역 단파장으로 구획되는 제1 대역(B1), 광대역 중간파장으로 구획되는 제2 대역(B2) 및 협대역 장파장으로 구획되는 제3 대역(B3)의 광을 선택적으로 출사할 수 있도록 구성된다.The illumination unit 10 includes a first band B1, a second band B2, and a third band B3. The first band B1, the second band B2, and the third band B3 are separated by a narrow-band short wavelength of the near- And is selectively configured to emit light.

여기서, 제1 대역(B1)의 대역폭은 최소 840 ~ 880 ㎚ 범위에서 최대 760 ~ 880 ㎚로 구성할 수 있고, 제2 대역(B2)의 대역폭은 최소 840 ~ 1020 ㎚ 범위에서 최대 760 ~ 1550 ㎚로 구성할 수 있으며, 제3 대역(B3)의 대역폭은 최소 920 ~ 1020 ㎚ 범위에서 최대 880 ~ 1550 ㎚로 구성할 수 있다.Here, the bandwidth of the first band B1 can be configured to be at most 760 to 880 nm in the range of 840 to 880 nm at the minimum, and the bandwidth of the second band B2 can be set at 760 to 1550 nm at the minimum in the range of 840 to 1020 nm And the bandwidth of the third band B3 can be configured to a maximum of 880 to 1550 nm in a range of a minimum of 920 to 1020 nm.

따라서, 적외선 통과필터(22)를 광학 대역통과 필터로 구성할 경우, 세부적으로 적외선 통과필터(22)는 제1 대역(B1)의 광만을 통과시키는 협대역통과 필터(Narrow Band-Pass Filter), 제2 대역(B2)의 광만을 통과시키는 광대역통과 필터(Wide Band-Pass Filter) 또는 제3 대역(B3)의 광만을 통과시키는 협대역통과 필터 (Narrow Band-Pass Filter)로 구성할 수 있다.Therefore, when the infrared pass filter 22 is formed of an optical bandpass filter, the infrared pass filter 22 is a narrow band pass filter for passing only the light of the first band B1, A wide band pass filter for passing only the light of the second band B2 or a narrow band pass filter for passing only the light of the third band B3.

이와 같이, 프리즘 렌즈(21)의 제1 면 측으로 입사되는 광(I1)은 적외선 통과필터(22)를 통과하며 특정 대역의 근적외선 성분으로 필터링된 후 프리즘 렌즈(21)에 의해 제1 방향(K1)과 제2 방향(K2)으로 분산 굴절된다.The light I1 incident on the first surface side of the prism lens 21 passes through the infrared ray passing filter 22 and is filtered with a near infrared ray component of a specific band and is then filtered by the prism lens 21 in the first direction K1 ) And the second direction (K2).

광학계(20)의 중성농도 필터(NDF,24)는 제1 방향(K1)으로 진행하는 (근)적외선의 각 파장에 대해 그 광량을 균등하게 감소시키는 기능을 한다. 즉, 중성농도 필터(NDF,24)는 동적인 운전자 영상으로부터 안면 영역을 보다 정확히 인식하기 위한 구성으로서, 구체적으로 피사계 심도를 얕게하여 운전자 외의 배경은 뭉그러뜨림으로써 운전자를 강조하고 이로부터 안면 영역을 보다 정확히 추출할 수 있도록 기능한다.The neutral density filter (NDF) 24 of the optical system 20 functions to evenly reduce the amount of light for each wavelength of (near) infrared rays traveling in the first direction K1. That is, the neutral density filter (NDF) 24 is a structure for more accurately recognizing the facial area from the dynamic driver image. Specifically, the depth of field is shallow, the background outside the driver is distorted and the driver is emphasized. So that it can be extracted more accurately.

이러한 중성농도 필터(NDF,24)는 프리즘 렌즈(21)로 입사되어 제1 방향(K1)으로 진행하는 광 경로 상에 구비되는데, 바람직하게는 프리즘 렌즈(21)의 제1 면과 상이한 제2 면 상에 배치될 수 있다.The neutral density filter (NDF) 24 is provided on the optical path which is incident on the prism lens 21 and proceeds in the first direction K1. Preferably, the neutral density filter 24 Plane. ≪ / RTI >

이와 같이, 프리즘 렌즈(21)의 제1 면 측으로 입사된 후 제2 면 측(즉, 제1 방향(K1))으로 분산 굴절된 (근)적외선은 중성농도 필터(23)를 통과하며 광량이 감소된 후 제1 촬상소자(31)로 입사되어 제1 영상(P1)을 생성하게 된다. 그리고, 이렇게 생성되는 제1 영상(P1)으로부터 후술할 관심 영역(D1)을 추출할 수 있게 된다.(Near) infrared rays that are incident on the first surface side of the prism lens 21 and are refracted in the second surface side (i.e., in the first direction K1) pass through the neutral density filter 23, And is then incident on the first image pickup device 31 to generate the first image P1. Then, the region of interest D1 to be described later can be extracted from the first image P1 thus generated.

광학계(20)의 무반사(Anti-Reflection)층(24)은 제2 방향(K2)으로 진행하는 광 경로 상에 구비되는데, 바람직하게는 전술한 제1 면 및 제2 면과 상이한 제3 면 즉, 제2 방향(K2)으로 진행하는 (근)적외선이 프리즘 렌즈(21)를 투과하여 외부로 출사되는 면 상에 형성될 수 있다.The anti-reflection layer 24 of the optical system 20 is provided on the optical path that proceeds in the second direction K2. Preferably, the anti-reflection layer 24 of the optical system 20 is a third surface different from the above- (Near) infrared ray traveling in the second direction K2 may be formed on the surface through which the prism lens 21 is transmitted and externally emitted.

참고로, 후술할 제2 영상(P2)은 제1 영상(P1)에서 획득한 관심 영역(D1)에 대응하는 부분(D2)에서 눈을 실질적으로 검출함에 사용되는 영상이며, 이러한 제2 영상(P2)은 제2 방향(K2)으로 진행하는 (근)적외선으로부터 생성된다. 따라서, 제2 영상(P2)은 노이즈 유입이 최대한 차단되고, 제1 영상(P1) 대비 더 선명한 영상이 요구된다.For reference, the second image P2, which will be described later, is an image used to substantially detect an eye at a portion D2 corresponding to the region of interest D1 acquired in the first image P1, P2 are generated from (near) infrared rays traveling in the second direction K2. Therefore, the noise of the second image P2 is blocked as much as possible, and a clearer image is required than the first image P1.

구체적으로, 프리즘 렌즈(21)의 제1 면 측으로 입사된 후 제3 면 측(즉, 제2 방향(K2))으로 분산 굴절된 (근)적외선은 제2 촬상소자(32)로 입사되어 제2 영상(P2)을 생성하게 되는데, 무반사층(24)은 이와 같이 제2 방향(K2)의 (근)적외선이 제2 촬상소자(32)로 입사시 외부 광이 프리즘 렌즈(21)에 반사되어 제2 영상(P2) 생성시 노이즈가 유입되는 것을 억제하는 기능을 한다.Specifically, infrared rays (near infrared rays) which are diffracted in the third surface side (i.e., the second direction K2) after being incident on the first surface side of the prism lens 21 are incident on the second image pickup element 32, Reflection layer 24 is formed so that the external light is reflected by the prism lens 21 when the (near) infrared ray in the second direction K2 is incident on the second image pickup element 32, Thereby preventing the noise from being introduced during the generation of the second image P2.

일 실시예에 따르면, 무반사층(24)은 프리즘 렌즈(21)의 제3 면에 코팅 형성되어 외부 입사광을 흡수하는 코팅층, 제3 면을 요철 가공하여 외부 입사광을 난반시키는 가공층, 또는 유리섬유로 만든 필터 등의 형태로 구성될 수 있다.According to one embodiment, the non-reflective layer 24 is formed by coating a third layer of the prism lens 21 on the third surface of the prism lens 21 to absorb external incident light, And the like.

본 발명의 적외선 카메라(30)는 운전자의 얼굴에 투사되는 적외선을 검지하여 화상을 생성할 수 있는 이미지 센서를 포함하여 구성된다. 만약, 조명부(10)가 근적외선 파장대의 광을 출사하도록 구성한다면, 적외선 카메라(30)는 근적외선 카메라로 구성된다. 바람직하게는 근적외선 카메라(30)는 근적외선 CCD 또는 CMOS 카메라로 구성할 수 있다.The infrared camera (30) of the present invention includes an image sensor capable of detecting an infrared ray projected on a face of a driver and generating an image. If the illuminating unit 10 is configured to emit light in the near infrared ray wavelength range, the infrared ray camera 30 is composed of a near infrared ray camera. Preferably, the near-infrared ray camera 30 may be a near-infrared ray CCD or a CMOS camera.

적외선 카메라(30)는 운전자의 적어도 안면 영역을 촬상할 수 있도록 운전자 전방 영역에 장착된다. 적외선 카메라(30)에 의해 획득되는 영상 신호는 중앙처리부(40)로 입력되고, 이를 전송받은 중앙처리부(40)는 해당 영상을 분석하여 운전자의 졸음 여부를 판단하게 된다.The infrared camera 30 is mounted in the driver's front area so as to capture at least the face area of the driver. The image signal obtained by the infrared camera 30 is input to the central processing unit 40. The central processing unit 40 receives the image signal and analyzes the image to determine whether the driver is drowsy.

특히, 본 발명의 적외선 카메라(30)는 제1 촬상소자(31)와 제2 촬상소자(32)로 분리 구성되는 것을 특징으로 한다.In particular, the infrared camera 30 of the present invention is characterized by being divided into a first imaging device 31 and a second imaging device 32. [

구체적으로, 제1 촬상소자(31)는 제1 방향(K1)으로 진행하는 광 즉, 프리즘 렌즈(21)와 중성농도 필터(23)를 순차적으로 통과 후 입사되는 광을 검지하여 제1 영상(P1)을 생성한다.Specifically, the first image pickup element 31 detects the light that is incident on the prism lens 21 and the neutral density filter 23 after passing sequentially through the first direction K1, that is, the light traveling in the first direction K1, P1).

제1 촬상소자(31)에 의해 획득되는 제1 영상(P1)은 운전자의 안면 영역을 인식하여 관심 영역(D1)을 설정하기 위하여 사용된다.The first image P1 obtained by the first image pickup device 31 is used for recognizing the driver's facial region and setting the region of interest D1.

제2 촬상소자(32)는 제2 방향(K2)으로 진행하는 광 즉, 프리즘 렌즈(21)와 무반사층(24)을 순차적으로 통과 후 입사되는 광을 검지하여 제2 영상(P2)을 생성한다.The second image pickup device 32 detects the light that has passed through the prism lens 21 and the non-reflective layer 24 in the second direction K2 and then enters the second image K2 to generate the second image P2 do.

제2 촬상소자(32)에 의해 획득되는 제2 영상(P2)은 제1 영상(P1)에 의해 설정된 관심 영역(D1)을 기반으로 운전자의 눈을 실질적으로 검출하기 위하여 사용된다.The second image P2 obtained by the second image pickup element 32 is used to substantially detect the driver's eye based on the region of interest D1 set by the first image P1.

그리고, 이와 같이 제1 촬상소자(31)와 제2 촬상소자(32)에 의해 확득되는 제1 영상(P1)과 제2 영상(P2)을 분석하여 눈을 검출하는 처리 과정은 후술할 중앙처리부(40)에 의해 수행된다.The process of detecting the eyes by analyzing the first image P1 and the second image P2 obtained by the first image pickup device 31 and the second image pickup device 32 as described above is performed by a central processing unit (40).

이하에서는, 중앙처리부(40)가 제1 영상(P1)과 제2 영상(P2)을 기반으로 눈을 검출하기 위한 처리 방법과 이를 바탕으로 운전자의 졸음 여부를 판단하여 경고 이벤트를 발생하는 동작에 대하여 설명하도록 한다.Hereinafter, the central processing unit 40 determines whether or not the driver is drowsy based on the processing method for detecting eyes based on the first image P1 and the second image P2, .

본 발명의 중앙처리부(40)는 먼저 제1 촬상소자(31)에 의해 생성되는 제1 영상(P1)으로부터 해당 운전자 안면 영역을 인식한 후 눈을 포함한 영역을 관심 영역(D1)으로 설정하는 처리를 행한다.The central processing unit 40 of the present invention firstly recognizes the driver's facial region from the first image P1 generated by the first image pickup device 31 and then sets the region including the eye to the region of interest D1 .

여기서 상기 '눈을 포함한 영역'이란, 동공, 홍채를 포함한 눈 부위를 비롯하여 운전자의 안면 전체 내지 일부를 지칭한다.Here, the 'area including the eye' refers to the entire face or part of the driver's face, including the eye area including the pupil and the iris.

상기 관심 영역(D1)의 설정이 완료되면, 다음으로 중앙처리부(40)는 제2 영상(P2) 중 제1 영상(P1)으로부터 추출된 관심 영역(D1)에 대응하는 영역(D2)에 노출 초점을 맞추어 영상 제어를 시행함으로써 제2 영상(P2)에 포함된 운전자의 눈을 검출하도록 구성된다.When the setting of the region of interest D1 is completed, the central processing unit 40 then exposes the region D2 corresponding to the region of interest D1 extracted from the first image P1 of the second image P2 And the eyes of the driver included in the second image P2 are detected by performing image control by focusing.

환언하면, 중앙처리부(40)는 약화 처리된 제1 영상(P1)에서 1차적으로 운전자 안면 영역을 정확히 인지하여 관심 영역(D1)을 추출할 수 있게 되고, 관심 영역(D1) 추출 후 해당 관심 영역(D1)에 해당하는 또 다른 선명한 영상(즉, 제2 영상(P2)에서 관심 영역(D1)에 대응하는 부분(D2))에서 눈을 검출하도록 구성된다.In other words, the central processing unit 40 can accurately extract the area of interest D1 by first recognizing the driver's face area on the weakened first image P1, and after extracting the area of interest D1, Is configured to detect an eye in another clear image corresponding to the region D1 (i.e., a portion D2 corresponding to the region of interest D1 in the second image P2).

이에 따라, 중앙처리부(40)의 눈 검출 정확도를 향상시킬 수 있고, 특히 제2 영상(P2)에서 관심 영역(D1)에 매칭되는 영역(D2)만 분석하면 되는 바, 영상 분석을 위한 작업량 내지 연산량이 크게 감소하여 눈 검출을 위한 처리 속도를 향상시킬 수 있게 된다.Accordingly, it is possible to improve the eye detection accuracy of the central processing unit 40. In particular, only the region D2 matching the region of interest D1 in the second image P2 needs to be analyzed, The amount of computation is greatly reduced and the processing speed for eye detection can be improved.

전술한 처리에 의해 운전자의 눈 검출이 완료되면, 중앙처리부(40)는 이를 분석하여 운전자의 졸음 여부를 판단하게 된다.When the detection of the driver's eyes is completed by the above-described processing, the central processing unit 40 analyzes this to determine whether or not the driver is drowsy.

구체적으로, 중앙처리부(40)는 검출된 눈 영상을 메모리(60)에 기저장되어 있는 정상상태의 눈 영역 영상과 비교하거나, 또는 눈의 개폐(예컨대, 개구 여부 내지 개구율)를 분석하여 운전자의 졸음 여부를 판단하도록 구성할 수 있다.Specifically, the central processing unit 40 compares the detected eye image with the normal-state eye region image stored in the memory 60, or analyzes the eye opening / closing (for example, opening or aperture ratio) It can be configured to determine if you are drowsy.

그리고, 상기 판단 결과 졸음 운전으로 판별된 경우, 경고 이벤트 발생부(50)를 제어하여 운전자에게 경고를 발생시키도록 구성된다. 여기서, 경고 이벤트 발생부(50)는 스피커, 진동 수단, 냉풍 발생기 등과 같이 사용자의 주의를 환기시킬 수 있는 수단 중에서 적어도 어느 하나를 채용할 수 있다.If it is determined that the driver is drowsy as a result of the determination, the warning event generator 50 is controlled to generate a warning to the driver. Here, the warning event generating unit 50 may employ at least one of a means such as a speaker, a vibration means, a cold air generator, or the like that can call a user's attention.

한편, 본 발명의 중앙처리부(40)는 다음과 같은 처리를 더 수행하도록 구성될 수 있다.On the other hand, the central processing unit 40 of the present invention can be configured to further perform the following processing.

중앙처리부(40)는 조명부(10)의 조명 출력을 제한하여 제1 영상(P1)을 취득한 후 안면을 인식한다. 이때 안면 인식에 실패하면 조명 출력을 변경하여 다시 영상을 취득하여 안면 인식을 수행하도록 구성된다.The central processing unit 40 recognizes the face after acquiring the first image P1 by limiting the illumination output of the illumination unit 10. [ If facial recognition fails at this time, the illumination output is changed to acquire an image again to perform facial recognition.

안면 인식에 성공하면, 제1 영상(P1)에서 관심 영역(D1)을 추출한 뒤 조명 출력 제한을 해제한 후 제2 영상(P2)을 취득한다. 그리고, 제2 영상(P2) 중 상기 관심 영역(D1)에 대응하는 영역(D2)에서 상기 운전자의 눈을 검출하는 처리를 수행한다.If the face recognition is successful, the second image P2 is acquired after extracting the region of interest D1 from the first image P1 and releasing the illumination output restriction. Then, the driver's eye is detected in an area D2 corresponding to the area of interest D1 among the second images P2.

이때, 눈 검출에 실패하면 조명 출력을 변경하여 다시 제2 영상(P2)을 취득하여 관심 영역(D1)에 대응하는 영역(D2)에서 눈을 검출하는 처리를 수행한다.At this time, if the eye detection fails, the illumination output is changed to acquire the second image P2 again and the eye is detected in the region D2 corresponding to the region of interest D1.

그리고, 눈 검출이 성공적으로 완료되면, 전술한 눈의 개폐(예컨대, 개구 여부 내지 개구율)를 분석하여 운전자의 졸음 여부를 판단하도록 구성할 수 있다.When the eye detection is successfully completed, it is possible to determine whether or not the driver is drowsy by analyzing the opening and closing of the eye (for example, whether or not the eye is open or the aperture ratio).

이후, 졸음 여부로 판단되면 경고 이벤트를 발생시킨 뒤 전술한 제2 영상(P2) 획득 과정을 반복하며 운전자의 눈 검출을 위한 처리 작업을 연속적으로 수행해 나간다.Thereafter, when it is determined that the user is drowsy, a warning event is generated, and then the process of acquiring the second image P2 is repeated and the process of detecting the eyes of the driver is continuously performed.

만약, 반복적인 눈 검출 처리 작업이 연속적으로 실패하면, 전술한 조명 출력 제한 후 제1 영상(P1) 획득 그리고 관심 영역(D1) 설정 작업과, 이어지는 조명 출력 제한 해제 후 제2 영상(P2)에서의 눈 검출 수행 작업을 다시 수행하도록 구성된다.If the repetitive eye detection processing operation successively fails, the first image P1 acquisition and the interest area D1 setting operation after the illumination output limitation, and the second image P2 after the subsequent illumination output restriction release, To perform the eye detection performing operation of the camera.

상기와 같이, 조명 출력의 제한 및 해제에 따른 제1 및 제2 영상 획득 과정을 더 포함되게 구성할 경우, 보다 정확히 눈을 검출할 수 있는 장점이 있다.As described above, when the first and second image acquiring processes according to the limitation and release of the illumination output are further included, there is an advantage that the eye can be detected more accurately.

상기에서 본 발명의 바람직한 실시예가 특정 용어들을 사용하여 설명 및 도시되었지만 그러한 용어는 오로지 본 발명을 명확히 설명하기 위한 것일 뿐이며, 본 발명의 실시예 및 기술된 용어는 다음의 청구범위의 기술적 사상 및 범위로부터 이탈되지 않고서 여러가지 변경 및 변화가 가해질 수 있는 것은 자명한 일이다. 이와 같이 변형된 실시예들은 본 발명의 사상 및 범위로부터 개별적으로 이해되어져서는 안되며, 본 발명의 청구범위 안에 속한다고 해야 할 것이다.While the preferred embodiments of the present invention have been described and illustrated above using specific terms, such terms are used only for the purpose of clarifying the invention, and it is to be understood that the embodiment It will be obvious that various changes and modifications can be made without departing from the spirit and scope of the invention. Such modified embodiments should not be understood individually from the spirit and scope of the present invention, but should be regarded as being within the scope of the claims of the present invention.

10: 조명부 20: 광학계
21: 프리즘 렌즈 22: 적외선 통과필터
23: 중성농도 필터 24: 무반사층
25: 대물 렌즈 30: 적외선 카메라
31: 제1 촬상소자
32: 제2 촬상소자 40: 중앙처리부
50: 경고이벤트 발생부 P1: 제1 영상
P2: 제2 영상 D1: 관심 영역
D2: 관심 영역 매칭 영역
10: illumination part 20: optical system
21: prism lens 22: infrared pass filter
23: neutral density filter 24: non-reflecting layer
25: Objective lens 30: Infrared camera
31: First image pickup element
32: second image pickup element 40: central processing unit
50: Warning event generating unit P1: First video
P2: second image D1: region of interest
D2: region of interest matching

Claims (8)

운전자의 얼굴 측으로 적외선 파장대의 광을 출사하는 조명부;
상기 운전자 측으로 투사후 입사되는 상기 적외선을 제1 방향 및 제2 방향으로 분산시키는 프리즘 렌즈;
상기 프리즘 렌즈의 상기 적외선이 입사되는 면 상에 구비되어 가시광선은 차단하고 적외선은 통과시키는 적외선 통과필터;
상기 프리즘 렌즈의 상기 제1 방향 광 경로 상에 구비되는 중성농도 필터;
상기 프리즘 렌즈의 상기 제2 방향 광 경로 상에 구비되는 무반사(AR)층;
상기 중성농도 필터를 통과 후 입사되는 광을 검지하여 제1 영상을 생성하는 제1 촬상소자;
상기 무반사층을 통과 후 입사되는 광을 검지하여 제2 영상을 생성하는 제2 촬상소자; 및
상기 제1 촬상소자에 의해 생성되는 제1 영상으로부터 상기 운전자의 안면 영역을 인식한 후 눈을 포함한 영역을 관심 영역으로 추출하고, 상기 제2 영상 중 상기 관심 영역에 대응하는 영역으로부터 상기 운전자의 눈을 검출하는 중앙처리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 졸음 운전 방지 장치.
An illuminator for emitting light of an infrared wavelength band toward a face of a driver;
A prism lens for dispersing the infrared rays incident on the driver side after projecting in a first direction and a second direction;
An infrared ray pass filter provided on a surface of the prism lens on which the infrared ray is incident, for blocking visible rays and passing infrared rays;
A neutral density filter provided on the first direction optical path of the prism lens;
An antireflective (AR) layer disposed on the second directional optical path of the prism lens;
A first image pickup element for detecting light incident upon the neutral density filter and generating a first image;
A second image pickup element for generating a second image by detecting light incident upon the non-reflective layer; And
Extracting a region including an eye as a region of interest after recognizing the face region of the driver from a first image generated by the first image pickup element, and extracting, from an area corresponding to the region of interest, And a central processing unit for detecting the drowsiness of the user.
제1 항에 있어서,
상기 중앙처리부는,
상기 관심 영역의 추출이 완료되면, 상기 제2 영상 중 상기 관심 영역에 대응하는 영역에 초점을 맞추는 영상 제어를 행함으로써 상기 제2 영상에 포함된 상기 운전자의 눈을 검출하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 졸음 운전 방지 장치.
The method according to claim 1,
The central processing unit,
Wherein when the extraction of the ROI is completed, the eye of the driver included in the second image is detected by performing an image control that focuses on an area corresponding to the ROI of the second image Drowsiness driving prevention device.
제1 항에 있어서,
상기 중앙처리부는,
상기 조명부의 조명 출력을 제한하여 상기 제1 영상을 취득하고, 상기 제1 영상으로부터 상기 안면 영역을 인식하여 상기 관심 영역을 추출하며,
상기 안면 영역 인식에 성공하면, 상기 조명부의 조명 출력 제한을 해제한 후 상기 제2 영상을 취득하고, 상기 제2 영상 중 상기 관심 영역에 대응하는 영역으로부터 상기 운전자의 눈을 검출하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 졸음 운전 방지 장치.
The method according to claim 1,
The central processing unit,
Acquiring the first image by limiting an illumination output of the illumination unit, extracting the ROI from the first image, recognizing the ROI,
And acquires the second image after releasing the illumination output limitation of the illuminating unit when the facial area recognition is successful and detects the eyes of the driver from an area corresponding to the area of interest of the second image A drowsiness driving prevention device.
제3 항에 있어서,
상기 중앙처리부는,
상기 안면 영역 인식에 실패하면, 상기 조명 출력을 변경하여 다시 상기 제1 영상을 취득한 후 상기 안면 영역 인식을 수행하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 졸음 운전 방지 장치.
The method of claim 3,
The central processing unit,
Wherein when the face region recognition fails, the illumination output is changed to acquire the first image again, and then the face region recognition is performed.
제1 항에 있어서,
상기 적외선 통과 필터 상에 구비되는 대물 렌즈를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 졸음 운전 방지 장치.
The method according to claim 1,
Further comprising an objective lens provided on the infrared pass filter.
제1 항에 있어서,
상기 적외선 통과 필터는 상기 프리즘 렌즈로 입사되는 광 중 특정 대역의 근적외선만 통과시키는 대역통과 필터인 것을 특징으로 하는 졸음 운전 방지 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the infrared pass filter is a band-pass filter that passes only a near infrared ray of a specific band of light incident on the prism lens.
제1 항에 있어서,
상기 조명부에서 출사되는 적외선은 근적외선 파장대의 광인 것을 특징으로 하는 졸음 운전 방지 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the infrared ray emitted from the illumination unit is light in a near-infrared wavelength range.
제1 항에 있어서,
상기 중앙처리부는 검출된 눈 영상을 메모리에 기저장되어 있는 정상상태의 눈 영역 영상과 비교하거나, 또는 눈의 개폐를 분석하여 상기 운전자의 졸음 여부를 판단하고, 상기 판단 결과 졸음 운전으로 판별된 경우 소정의 경고 이벤트를 발생시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 졸음 운전 방지 장치.
The method according to claim 1,
The central processing unit compares the detected eye image with a steady-state eye region image stored in the memory or analyzes the opening and closing of the eye to determine whether the driver is drowsy. If it is determined that the driver is drowsy And generates a predetermined warning event.
KR1020150156617A 2015-11-09 2015-11-09 Apparatus for preventing drowsy driving KR101681938B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150156617A KR101681938B1 (en) 2015-11-09 2015-11-09 Apparatus for preventing drowsy driving

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150156617A KR101681938B1 (en) 2015-11-09 2015-11-09 Apparatus for preventing drowsy driving

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101681938B1 true KR101681938B1 (en) 2016-12-02

Family

ID=57571618

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150156617A KR101681938B1 (en) 2015-11-09 2015-11-09 Apparatus for preventing drowsy driving

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101681938B1 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR970036013A (en) 1995-12-23 1997-07-22 전성원 Drowsiness operation prevention device and drowsiness operation prevention device control method
JPH10105898A (en) * 1996-09-26 1998-04-24 Niles Parts Co Ltd Warning device for driven asleep
KR19990086697A (en) * 1998-05-29 1999-12-15 윤종용 Laser blink detection system and method thereof
KR100295849B1 (en) 1997-12-17 2001-11-22 이계안 Drowsiness operation prevention device and method
KR20060066807A (en) 2004-12-14 2006-06-19 현대자동차주식회사 Drowsiness operation prevention device and method using near infrared cut filter
KR20150061668A (en) * 2013-11-27 2015-06-05 주식회사 디온테크 An apparatus for warning drowsy driving and the method thereof

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR970036013A (en) 1995-12-23 1997-07-22 전성원 Drowsiness operation prevention device and drowsiness operation prevention device control method
JPH10105898A (en) * 1996-09-26 1998-04-24 Niles Parts Co Ltd Warning device for driven asleep
KR100295849B1 (en) 1997-12-17 2001-11-22 이계안 Drowsiness operation prevention device and method
KR19990086697A (en) * 1998-05-29 1999-12-15 윤종용 Laser blink detection system and method thereof
KR20060066807A (en) 2004-12-14 2006-06-19 현대자동차주식회사 Drowsiness operation prevention device and method using near infrared cut filter
KR20150061668A (en) * 2013-11-27 2015-06-05 주식회사 디온테크 An apparatus for warning drowsy driving and the method thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4593942B2 (en) Pupil detection apparatus and method
US5729619A (en) Operator identity, intoxication and drowsiness monitoring system and method
JP4853389B2 (en) Face image capturing device
US8830324B2 (en) Vehicle monitoring camera and vehicle monitoring camera system
EP1341119B1 (en) Iris recognition system
JP5843898B2 (en) Vehicle illumination environment recognition device and method
EP3225020A1 (en) Imaging device, object detector and mobile device control system
JP2007522003A (en) Device for measuring the driving ability of a driver in a car
KR20010005899A (en) Control system to automatically dim vehicle head lamps
EP3650991B1 (en) Monitoring system
EP3525186B1 (en) Driver monitoring system and driver monitoring method for a motor vehicle
CN105450947B (en) Vehicle optical sensor system
JP2009201756A (en) Information processor and information processing method, and program
US20090123031A1 (en) Awareness detection system and method
JP2006248363A (en) Driver lighting system, driver photographing device and driver monitoring device
US20050185243A1 (en) Wavelength selectivity enabling subject monitoring outside the subject's field of view
US20170353642A1 (en) Driver state monitoring system
JP7213466B2 (en) Camera system, passenger monitoring system, mobile device, imaging method and program
KR20170135573A (en) Apparatus for detecting of driver gaze direction
KR101681938B1 (en) Apparatus for preventing drowsy driving
KR101694785B1 (en) System for preventing drowsy driving
WO2016084359A1 (en) Imaging device, object detector and mobile device control system
KR20220069473A (en) School zone smart traffic light
KR102288753B1 (en) Apparatus for monitoring driver and method thereof
US20240205551A1 (en) Signal processing device and method, and program

Legal Events

Date Code Title Description
PA0109 Patent application

Patent event code: PA01091R01D

Comment text: Patent Application

Patent event date: 20151109

PA0201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
PE0701 Decision of registration

Patent event code: PE07011S01D

Comment text: Decision to Grant Registration

Patent event date: 20161118

GRNT Written decision to grant
PR0701 Registration of establishment

Comment text: Registration of Establishment

Patent event date: 20161128

Patent event code: PR07011E01D

PR1002 Payment of registration fee

Payment date: 20161129

End annual number: 3

Start annual number: 1

PG1601 Publication of registration
PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20201201

Start annual number: 5

End annual number: 5

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20211118

Start annual number: 6

End annual number: 6

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20221110

Start annual number: 7

End annual number: 7

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20231010

Start annual number: 8

End annual number: 8