TWI828457B - 駕駛人行為偵測輔助系統 - Google Patents
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Abstract
一種駕駛人行為偵測輔助系統，包括一後照鏡，其設有一Y軸轉動結構；一偵測裝置，通過Y軸轉動結構與後照鏡連接，偵測裝置包括一偵測模組及一X軸轉動結構，偵測模組用以擷取駕駛者的影像；以及一微處理器，設於後照鏡中並與Y軸轉動結構、偵測模組及X軸轉動結構電性連接，微處理器接收偵測模組所擷取之影像並進行影像辨識，以找出駕駛者的位置，並驅動Y軸轉動結構及X軸轉動結構轉動，使偵測模組對準駕駛者的臉部。本發明之系統可自動調整鏡頭對準駕駛者，不須手動調整鏡頭，適用於不同駕駛者。
Description
本發明係有關一種行車輔助系統，特別是指一種之駕駛人行為偵測輔助系統。
為了確保行車安全，車載主機上結合了各種不同的輔助駕駛系統，如車道線偵測、倒車偵測、盲點偵測等等，這些是針對車輛進行偵測的輔助系統。而針對駕駛者同樣也需要輔助系統，例如偵測是否疲勞駕駛等，在駕駛狀態異常時發出警示。
目前的駕駛監測系統產品大多安裝在駕駛者正前方，會擋到駕駛的視線。此外，針對不同的駕駛者，還需要手動調整鏡頭來對準駕駛者的臉部，才能準確判斷駕駛者的狀態。但手動調整有可能實際上並沒有對準到駕駛者的臉部中心位置，造成誤判。
有鑑於此，本發明針對上述習知技術之缺失及未來之需求，提出一種駕駛人行為偵測輔助系統，以解決上述該等缺失，具體架構及其實施方式將詳述於下：
本發明之主要目的在提供一種駕駛人行為偵測輔助系統，其在後照鏡及偵測裝置中裝設Y軸轉動結構及X軸轉動結構，搭配微處理器進行人臉特徵的影像辨識，使偵測裝置可自動轉動到駕駛者那一側並對準駕駛者的臉部中心，不需要駕駛者手動調整。
本發明之次要目的在提供一種駕駛人行為偵測輔助系統，其將偵測裝置設置在後照鏡下方，此安裝位置不會影響到駕駛者的視線，避免影響行車安全。
為達上述目的，本發明提供一種駕駛人行為偵測輔助系統，包括：一後照鏡；一偵測裝置，包括一偵測模組以擷取駕駛者的影像；一Y軸轉動結構，設於後照鏡中，連接後照鏡及偵測裝置，Y軸轉動結構用以帶動偵測裝置以一Y軸為軸心轉動；一X軸轉動結構，設於偵測裝置中，用以帶動偵測裝置以一X軸為軸心轉動；以及一微處理器，設於後照鏡中並與偵測模組、Y軸轉動結構及X軸轉動結構電性連接，微處理器接收偵測模組所擷取之影像並進行影像辨識，以找出駕駛者的位置，並驅動Y軸轉動結構及X軸轉動結構轉動，使偵測模組對準駕駛者的臉部。
依據本發明之實施例，後照鏡包括一殼體及一鏡面，鏡面設在殼體之一側，Y軸轉動結構設於殼體內。
依據本發明之實施例，偵測模組包括至少一紅外線發光二極體，用以偵測駕駛者的位置。
依據本發明之實施例，偵測模組包括一鏡頭，用以擷取駕駛者的影像。
依據本發明之實施例，Y軸轉動結構包括一Y軸齒輪組及一Y軸馬達，微處理器係與Y軸馬達電性連接，驅動Y軸馬達啟動使Y軸齒輪組轉動，帶動偵測裝置以Y軸為軸心旋轉。
依據本發明之實施例，Y軸齒輪組包括：一Y軸軸承，連接後照鏡及偵測裝置；一套筒，包覆Y軸軸承，套筒內包括一限位塊及一限位槽，限位塊在限位槽中移動；一第一齒輪，以Y軸軸承為軸心旋轉；一第二齒輪，與第一齒輪嚙合，並連接Y軸馬達的軸心；以及一第一連接部，水平固設於偵測裝置內並與Y軸軸承之底部連接，當Y軸馬達啟動時，第二齒輪帶動第一齒輪轉動，連帶使Y軸軸承轉動，以使第一連接部帶動偵測裝置旋轉。
依據本發明之實施例，X軸轉動結構包括一X軸齒輪組及一X軸馬達，微處理器係與X軸馬達電性連接，驅動X軸馬達啟動使X軸齒輪組轉動，帶動偵測裝置以X軸為軸心旋轉。
依據本發明之實施例，X軸齒輪組包括：一第二連接部，水平設置於偵測裝置內並與Y軸轉動結構之底部連接；一X軸鉸鍊，與第二連接部同軸，且X軸鉸鍊與偵測裝置的殼體鎖固；一第三齒輪，以X軸鉸鍊為軸心；以及至少一第四齒輪，與第三齒輪直接或間接嚙合，並連接X軸馬達的軸心，當X軸馬達啟動時，第四齒輪帶動第三齒輪轉動，連帶使X軸鉸鍊轉動，以使偵測裝置以X軸為軸心旋轉，而第二連接部固定不動。
依據本發明之實施例，微處理器接收駕駛者的影像後，判定影像中駕駛者的臉部特徵的中心位置是否對齊Y軸，若未對齊，則啟動該Y軸轉動結構進行調整，並重新擷取該駕駛者的影像。
依據本發明之實施例，微處理器依據駕駛者的影像判斷該駕駛者的臉部特徵的中心位置已對齊Y軸後，再判斷臉部特徵的中心位置是否對齊X軸，若否，則啟動X軸轉動結構以進行調整，並重新擷取駕駛者的影像。
下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，熟悉本技術領域者在沒有做出進步性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。
應當理解，當在本說明書和所附申請專利範圍中使用時，術語「包括」和「包含」指示所描述特徵、整體、步驟、操作、元素和/或元件的存在，但並不排除一個或多個其它特徵、整體、步驟、操作、元素、元件和/或其集合的存在或添加。
還應當理解，在此本發明說明書中所使用的術語僅僅是出於描述特定實施例的目的而並不意在限制本發明。如在本發明說明書和所附申請專利範圍中所使用的那樣，除非上下文清楚地指明其它情況，否則單數形式的「一」、「一個」及「該」意在包括複數形式。
還應當進一步理解，在本發明說明書和所附申請專利範圍中使用的術語「及/或」是指相關聯列出的項中的一個或多個的任何組合以及所有可能組合，並且包括這些組合。
本發明提供一種駕駛人行為偵測輔助系統，請參考第1圖及第2圖，其分別為本發明駕駛人行為偵測輔助系統之正視圖及透視圖。駕駛人行為偵測輔助系統20包括一後照鏡12、一偵測裝置14、一Y軸轉動結構126、X軸轉動結構146及一微處理器124。後照鏡12包括一殼體122及一鏡面128，鏡面128設在殼體122之一側。偵測裝置14包括一偵測模組，偵測模組包括至少一紅外線發光二極體142及一鏡頭144，用以擷取駕駛者的影像。Y軸轉動結構126設於後照鏡12中，將後照鏡12與偵測裝置14連接，用以帶動偵測裝置14以一Y軸為軸心轉動。X軸轉動結構146設於偵測裝置14中，用以帶動偵測裝置14以一X軸為軸心轉動。微處理器124設於後照鏡12中，與Y軸轉動結構126、偵測模組及X軸轉動結構146電性連接。微處理器124接收偵測模組所擷取之影像並進行影像辨識，以找出駕駛者的位置，並驅動Y軸轉動結構126及X軸轉動結構146轉動，連帶使偵測裝置14轉動，使偵測模組對準駕駛者的臉部。後照鏡12上更設有一喇叭129，可在偵測到駕駛者行為異常時發出警告聲。底下詳述各元件之連結關係及做動。
請同時參考第3圖，其為Y軸轉動結構126之放大示意圖。Y軸轉動結構126包括一Y軸齒輪組及一Y軸馬達1265， 其中Y軸馬達1265與微處理器124電性連接，通過微處理器124發出的指令驅動Y軸馬達1265啟動，使Y軸齒輪組轉動，帶動偵測裝置14以Y軸軸承1261為軸心旋轉。Y軸齒輪組包括一Y軸軸承1261、一套筒1262、一第一齒輪1263、一第二齒輪1264及一第一連接部1268。其中，Y軸軸承1261將後照鏡12及偵測裝置14連接在一起，套筒1262並將Y軸軸承1261包覆。第一連接部1268水平固設於偵測裝置14內，並與Y軸軸承1261之底部垂直連接。第一齒輪1263以Y軸軸承1261為軸心旋轉，第二齒輪1264則以Y軸馬達1265的軸承為軸心旋轉，且第一齒輪1263與第二齒輪1264又互相嚙合。
在本發明之實施例中，當Y軸馬達1265啟動時，Y軸馬達1265的軸承帶動第二齒輪1264旋轉，第二齒輪1264帶動第一齒輪1263轉動，第一齒輪1263連帶使Y軸軸承1261轉動，如此一來，與Y軸軸承1261底部連接的第一連接部1268會以Y軸軸承1261為軸心旋轉。由於Y軸轉動結構126透過固定件1269固定在後照鏡12的殼體122上，因此連帶使偵測裝置14旋轉，達到操控偵測裝置14水平方向旋轉之目的。
此外，套筒1262內還包括一限位塊1266及一限位槽1267，限位塊1266在限位槽1267中移動，因為限位槽1267並非環繞套筒1262一圈，因此限制了限位塊1266的旋轉角度，使偵測裝置14無法360度旋轉。
請同時參考第4圖，其為X軸轉動結構146之放大示意圖。X軸轉動結構146包括一X軸齒輪組及一X軸馬達1461，其中，X軸馬達1461係與微處理器124電性連接，通過微處理器124發出的指令驅動X軸馬達1461啟動，使X軸齒輪組轉動，帶動偵測裝置14以X軸為軸心旋轉。X軸齒輪組包括一第二連接部1462、一第三齒輪1463、至少一第四齒輪1464以及一X軸鉸鍊1465。其中，第二連接部1462水平設置於偵測裝置14內，並與Y軸轉動結構126底部的第一連接部1268連接。第一連接部1268和第二連接部1462的目的是將偵測裝置14與Y軸轉動結構126及X軸轉動結構146固定，使偵測裝置14受到Y軸轉動結構126或X軸轉動結構146的連動而旋轉。X軸鉸鍊1465與偵測裝置14的殼體利用鎖固元件1466固定，用以使X軸鉸鍊1465轉動時讓偵測裝置14一同轉動。X軸鉸鍊1465與第二連接部1462同軸，但X軸鉸鍊1465還會做為第三齒輪1463的軸心。第四齒輪1464與第三齒輪1463直接或間接嚙合，並連接X軸馬達1461的軸心。
在本發明之實施例中，當X軸馬達1461啟動時帶動第四齒輪1464轉動，第四齒輪1464帶動第三齒輪1463轉動，進一步帶動X軸鉸鍊1465轉動。由於X軸鉸鍊1465與偵測裝置14固定，因此連帶使偵測裝置14以X軸鉸鍊1465為軸心旋轉，達到操控偵測裝置14縱向方向旋轉之目的。但第二連接部1462固定不動。
因此，藉由Y軸轉動結構126和X軸轉動結構146，可使偵測裝置14以X軸為軸心前後轉動，或以Y軸為軸心左右轉動，如第5圖所示。Y軸轉動結構和X軸轉動結構皆可轉動，因此偵測裝置14甚至可往左前、左後、右前、右後等多個方向轉動。如此一來，無論駕駛者的位子較前、較後，或是駕駛者的頭部位置較高或較低，偵測裝置14皆可對準駕駛者的臉部，以偵測駕駛者的行為。
第6圖為本發明駕駛人行為偵測輔助系統之做動流程圖。在步驟S10，車輛的引擎啟動後，如步驟S12~S14所述，觸發後照鏡和偵測裝置啟動電源，偵測裝置並開始擷取影像，傳送到微處理器進行影像辨識，判斷影像中是否有駕駛者，或是是否有駕駛者的臉部。若無，則如步驟S16，啟動Y軸轉動結構，使偵測裝置水平方向旋轉到駕駛者那一側，對到駕駛者的臉部。當影像中出現駕駛者的臉部後，接著如步驟S18~S20所述，偵測裝置再擷取影像，將影像傳送到後照鏡，微處理器找出影像中駕駛者的臉部特徵，並判定駕駛者的臉部特徵的中心位置是否對齊Y軸軸承，例如Y軸軸承是否對準駕駛者的眉心。若沒有對齊，則如步驟S22，啟動Y軸轉動結構進行調整；反之，若臉部特徵的中心位置已對齊Y軸軸承，則繼續進行步驟S24~S26，啟動X軸轉動結構，同時偵測裝置再次擷取影像傳送到微處理器，微處理器判定影像中駕駛者的臉部特徵的中心位置是否對齊X軸，例如X軸是否對準駕駛者的鼻子。若沒有對齊，則如步驟S28，啟動X軸轉動結構進行調整；反之，若臉部特徵的中心位置已對齊X軸，則代表自動定位已完成，可開始執行駕駛預警功能，如步驟S30所述。
綜上所述，本發明提供一種駕駛人行為偵測輔助系統，其將偵測裝置設置在後照鏡下方，此安裝位置不會影響到駕駛者的視線。更在後照鏡及偵測裝置中裝設Y軸轉動結構及X軸轉動結構，搭配微處理器進行人臉特徵的影像辨識，使偵測裝置可自動轉動到駕駛者那一側並對準駕駛者的臉部中心。本發明不需要駕駛者手動調整，除了方便之外，更可確保偵測裝置擷取到的影像是辨識駕駛者的行為準確率最高的影像，以免誤判發生。
唯以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，並非用來限定本發明實施之範圍。故即凡依本發明申請範圍所述之特徵及精神所為之均等變化或修飾，均應包括於本發明之申請專利範圍內。
10:駕駛人行為偵測輔助系統
12:後照鏡
122:殼體
124:微處理器
126:Y軸轉動結構
1261:Y軸軸承
1262:套筒
1263:第一齒輪
1264:第二齒輪
1265:Y軸馬達
1266:限位塊
1267:限位槽
1268:第一連接部
1269:固定件
128:鏡面
129:喇叭
14:偵測裝置
142:紅外線發光二極體
144:鏡頭
146:X軸轉動結構
1461:X軸馬達
1462:第二連接部
1463:第三齒輪
1464:第四齒輪
1465:X軸鉸鍊
1466:鎖固元件
第1圖為本發明駕駛人行為偵測輔助系統之正視圖。
第2圖為本發明駕駛人行為偵測輔助系統之透視圖。
第3圖為本發明駕駛人行為偵測輔助系統中Y軸轉動結構之立體圖。
第4圖為本發明駕駛人行為偵測輔助系統中Ｘ軸轉動結構之立體圖。
第5圖為本發明中偵測裝置可左右旋轉或前後旋轉之示意圖。
第6圖為本發明駕駛人行為偵測輔助系統之應用流程圖。
10:駕駛人行為偵測輔助系統
12:後照鏡
122:殼體
124:微處理器
126:Y軸轉動結構
1261:Y軸軸承
1262:套筒
1263:第一齒輪
1264:第二齒輪
1265:Y軸馬達
1268:第一連接部
129:喇叭
14:偵測裝置
142:紅外線發光二極體
144:鏡頭
146:X軸轉動結構
1461:X軸馬達
1463:第三齒輪
1464:第四齒輪
1465:X軸鉸鍊
Claims (10)
- 一種駕駛人行為偵測輔助系統，包括： 一後照鏡； 一偵測裝置，包括一偵測模組以擷取駕駛者的影像； 一Y軸轉動結構，設於該後照鏡中，將該後照鏡與該偵測裝置連接，該Y軸轉動結構用以帶動該偵測裝置以一Y軸為軸心轉動； 一X軸轉動結構，設於該偵測裝置中，用以帶動該偵測裝置以一X軸為軸心轉動；以及 一微處理器，設於該後照鏡中，並與該偵測模組、該Y軸轉動結構及該X軸轉動結構電性連接，該微處理器接收該偵測模組所擷取之影像並進行影像辨識，以找出該駕駛者的位置，並驅動該Y軸轉動結構及該X軸轉動結構轉動，使該偵測模組對準該駕駛者的臉部。
- 如請求項1所述之駕駛人行為偵測輔助系統，其中該後照鏡包括一殼體及一鏡面，該鏡面設在該殼體之一側，該Y軸轉動結構設於該殼體內。
- 如請求項1所述之駕駛人行為偵測輔助系統，其中該偵測模組包括至少一紅外線發光二極體，用以偵測該駕駛者的位置。
- 如請求項1所述之駕駛人行為偵測輔助系統，其中該偵測模組包括一鏡頭，用以擷取該駕駛者的影像。
- 如請求項1或4所述之駕駛人行為偵測輔助系統，其中該微處理器接收該駕駛者的影像後，判定該影像中該駕駛者的臉部特徵的中心位置是否對齊該Y軸，若未對齊，則啟動該Y軸轉動結構進行調整，並重新擷取該駕駛者的影像。
- 如請求項5所述之駕駛人行為偵測輔助系統，其中該微處理器依據該駕駛者的影像判斷該駕駛者的臉部特徵的中心位置已對齊該Y軸後，再判斷該臉部特徵的中心位置是否對齊該X軸，若否，則啟動該X軸轉動結構以進行調整，並重新擷取該駕駛者的影像。
- 如請求項1所述之駕駛人行為偵測輔助系統，其中該Y軸轉動結構包括一Y軸齒輪組及一Y軸馬達，該微處理器係與該Y軸馬達電性連接，驅動該Y軸馬達啟動使該Y軸齒輪組轉動，帶動該偵測裝置以Y軸為軸心旋轉。
- 如請求項7所述之駕駛人行為偵測輔助系統，其中該Y軸齒輪組包括： 一Y軸軸承，連接該後照鏡及該偵測裝置； 一套筒，包覆該Y軸軸承，該套筒內包括一限位塊及一限位槽，該限位塊在該限位槽中移動； 一第一齒輪，以該Y軸軸承為軸心旋轉； 一第二齒輪，與該第一齒輪嚙合，並連接該Y軸馬達的軸心；以及 一第一連接部，水平固設於該偵測裝置內並與該Y軸軸承之底部連接，當Y軸馬達啟動時，該第二齒輪帶動該第一齒輪轉動，連帶使該Y軸軸承轉動，以使該第一連接部帶動該偵測裝置旋轉。
- 如請求項1所述之駕駛人行為偵測輔助系統，其中該X軸轉動結構包括一X軸齒輪組及一X軸馬達，該微處理器係與該X軸馬達電性連接，驅動該X軸馬達啟動使該X軸齒輪組轉動，帶動該偵測裝置以X軸為軸心旋轉。
- 如請求項9所述之駕駛人行為偵測輔助系統，其中該X軸齒輪組包括： 一第二連接部，水平設置於該偵測裝置內並與該Y軸轉動結構之底部連接； 一X軸鉸鍊，與該第二連接部同軸，且該X軸鉸鍊與該偵測裝置的殼體鎖固； 一第三齒輪，以該X軸鉸鍊為軸心；以及 至少一第四齒輪，與該第三齒輪直接或間接嚙合，並連接該X軸馬達的軸心，當該X軸馬達啟動時，該至少一第四齒輪帶動該第三齒輪轉動，連帶使該X軸鉸鍊轉動，以使該偵測裝置以X軸為軸心旋轉，而該第二連接部固定不動。
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