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Die
gegenwärtige
Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf eine Vorrichtung zum Erfassen
eines Augenzustands eines Fahrers und auf ein Verfahren zum Anbringen
derselben.
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Es
ist herkömmlicherweise
eine Vorrichtung zum Erfassen eines Augenzustands vorgeschlagen worden,
um den Augenzustand eines Fahrzeugfahrers (wie z. B. das Blinzeln
und die Blickrichtung) zu erfassen. Beispielsweise weist die Vorrichtung
zum Erfassen eines Augenzustands, die in der Patentschrift 1 (d.
h. in der
japanischen
Patentschrift JP-A-H09-21611 , die auch als
US 5801763 veröffentlicht ist) offenbart ist,
Folgendes auf: eine Lichtquelle zum Beleuchten des Gesichts eines
Fahrers; eine Kamera zum Aufnehmen des beleuchteten Gesichts des
Fahrers von der Vorderseite; und eine Bildverarbeitungseinheit,
die den Augenzustand aus dem Bild des Gesichts, das durch die Kamera
gemacht worden ist, erfasst.
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Das
Patentdokument 1 umfasst ferner das Folgende: die Lichtquelle ist
an einer von der Kamera entfernten nach oben, nach unten, nach links
oder nach rechts gerichteten Position angeordnet; zu diesem Zeitpunkt
ist der Winkel, der zwischen der Richtung der optischen Achse der
Lichtquelle und der Aufnahmerichtung der Kamera ausgebildet wird,
auf ungefähr
20° bis
30° oder
mehr eingestellt. Diese Anordnung soll verhindern, dass das Folgende
auftritt: Licht, das von der Lichtquelle projiziert wird, wird durch
das Glas einer Brille eines Fahrers reflektiert, und das reflektierte
Licht tritt in die Bildaufnahmelinse der Kamera ein.
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In
der Patentschrift 1 achteten die gegenwärtigen Erfinder darauf, dass
es nur eine Anbringungsposition der Lichtquelle gab, um zu verhindern,
dass das von dem Glas einer Brille reflektierte Licht in die Bildaufnahmelinse
der Kamera gelangt. Die gegenwärtigen
Erfinder fanden durch Untersuchung und Experimente heraus, dass
in diesem Fall ein Problem auftreten würde.
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Um
dieses Problem zu erläutern,
stellt 15 ein Beispiel dar, in welchem
die Richtung der optischen Achse einer Lichtquelle 101 von
der Aufnahmerichtung einer Kamera 102 (d. h. die Richtung der
optischen Achse einer Linse der Kamera 102) nach rechts
verschoben ist. In diesem Fall ist die Richtung der optischen Achse
der Lichtquelle 101 eine Richtung, die sich von der Lichtquelle 101 zu
der abgeschätzten
Position des Kopfes eines Fahrers 100 erstreckt, wenn er/sie
auf dem Fahrersitz sitzt. Die Aufnahmerichtung ist eine Richtung,
die sich von der Kamera 102 zu der abgeschätzten Position
erstreckt.
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16 bis 18 stellen
aufgenommene Bilder von dem Gesicht des Fahrers 100 dar,
die in diesem Fall von der Kamera 102 erzeugt worden sind.
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16 ist
ein Bild, das aufgenommen wurde, wenn das Gesicht des Fahrers 100 in
Bezug auf die Kamera 102 geradeaus nach vorne gerichtet
ist. In diesem Fall ist die Seite des Gesichts, die sich von der
Lichtquelle 101 weiter entfernt befindet, beschattet, und
dies macht den beschatteten Abschnitt in dem Bild dunkel. Daher
ist es für
die Bildverarbeitungseinheit schwierig, das Auge auf der beschatteten
Seite zu erfassen. Um die Einflüsse 103, 104 der Reflexion
von Licht von der Lichtquelle 101 durch ein Brillenglas
zu verringern, ist es wirkungsvoll, den Winkel zu vergrößern, der
zwischen der Richtung der optischen Achse der Lichtquelle 101 und
der Aufnahmerichtung der Kamera 102 ausgeformt wird. Wenn der
zwischen den zwei Richtungen ausgeformte Winkel vergrößert wird,
wird jedoch der oben erwähnte nachteilige
Schatteneffekt stärker
bemerkbar.
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17 ist
ein Bild, das aufgenommen worden ist, wenn das Gesicht des Fahrers 100 zu
der Seite gerichtet ist, wo für
die Kamera 102 keine Lichtquelle 101 vorhanden
ist, das heißt,
das Gesicht ist zur linken Seite des Fahrers 100 gerichtet.
In diesem Fall wird die Mehrheit der Oberfläche des Gesichts nicht von
dem Licht der Lichtquelle beleuchtet, sondern sie ist beschattet,
und das gesamte Gesicht in dem Bild ist verfinstert. Daher ist es
für die
Bildverarbeitungseinheit extrem schwierig, ein Auge zu erfassen.
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18 ist
ein Bild, das von der Kamera 102 aufgenommen worden ist,
wenn das Gesicht des Fahrers 100 zu einer Richtung zwischen
der Lichtquelle 101 und der Kamera 102 gerichtet
ist. In diesem Fall wird Licht durch beide Brillengläser reflektiert,
und die Reflexionen 103, 104 überlagern die Augen. Als Ergebnis
kann die Bildverarbeitungseinheit kein Auge erfassen.
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In
dem obigen Beispiel ist die Richtung der optischen Achse einer Lichtquelle
von der optischen Achse einer Kamera nur nach links oder nach rechts verschoben.
In diesem Fall ist es schwierig, in beinahe allen Richtungen, in
welche das Gesicht des Fahrers gerichtet ist, ein Auge zu erfassen.
In vielen Zeiträumen,
während
denen der Fahrer ein Fahrzeug fährt,
ist es schwierig, die Erfassung eines Auges durchzuführen, was
in dem in Beziehung stehenden Stand der Technik ein beabsichtigter
Zweck ist.
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19 stellt
ein Beispiel dar, in welchem die Richtung der optischen Achse einer
Lichtquelle 101 von der Aufnahmerichtung einer Kamera 102 nur nach
oben verschoben ist. Das heißt
die Zeichnung zeigt ein Beispiel, in welchem die Lichtquelle 101 weg von
der Kamera 102 unter dieser in der vertikalen Richtung
angeordnet ist.
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20 und 21 stellen
jeweils Bilder dar, die von der Kamera 102 aufgenommen
worden sind, wenn das Gesicht des Fahrers 100 in dem Beispiel von 19 waagerecht
und nach oben gerichtet ist. In diesen Fällen sind helle Punkte 103, 104,
die durch Reflexion von Brillengläser erzeugt werden, von den Positionen
der Augen verschoben.
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Gemäß Untersuchungen
und Experimenten, die von den gegenwärtigen Erfindern durchgeführt worden
sind, tritt jedoch in dem in 19 dargestellten
Beispiel das folgende Problem auf:
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22 stellt
ein Bild dar, das von der Kamera 102 aufgenommen worden
ist, wenn das Gesicht des Fahrers 100 in dem Beispiel von 19 in
eine Richtung niedriger als die Lichtquelle 101 gerichtet ist. 23 stellt
ein Bild dar, das von der Kamera 102 aufgenommen worden
ist, wenn das Gesicht des Fahrers 100 in dem Beispiel von 19 in
eine Richtung zwischen der Lichtquelle 101 und der Kamera 102 gerichtet
ist. Wenn ein Gesicht geringfügig
herabhängt
oder geringfügig
nach unten gedreht ist, wie in diesen Beispielen, werden helle Punkte 103, 104 erzeugt,
die beide Brillengläser überlagern,
und es kann keines der Augen erfasst werden. Diese Ausrichtungen
eines Gesichts treten ganz oft dann auf, wenn ein Fahrer ein Fahrzeug
fährt oder
in der Fahrzeugkabine eine Einrichtung bedient. Daher kann in einem
bestimmten Zeitraum, in dem der Fahrer das Fahrzeug fährt, keine
seiner/ihrer Augen erfasst werden.
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Ein
Fahrer 100 trägt
oftmals seine/ihre Brille in einer geringfügig niedrigeren Position, wie
es in 24 dargestellt ist. In diesem
Fall tritt ein Problem sogar dann auf, wenn die optische Achse der
Lichtquelle 101 und die Aufnahmerichtung der Kamera 102 in
der vertikalen Richtung voneinander getrennt sind. Wenn der Fahrer 100 sein/ihr
Gesicht in der horizontalen Richtung dreht, wie es in 25 dargestellt
ist, werden durch Reflexion durch die Brillengläsern helle Punkte erzeugt.
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Wie
oben erwähnt,
ist es schwierig, in beinahe allen Ausrichtungen des Gesichts nur
durch Verschieben der Richtung der optischen Achse einer Lichtquelle
von der optischen Achse einer Kamera in der vertikalen Richtung
ein Auge zu erfassen. In vielen Zeiträumen, in denen ein Fahrer ein
Fahrzeug fährt,
ist es schwierig, die Erfassung eines Auges durchzuführen, was
in dem in Beziehung stehenden Stand der Technik ein beabsichtiger
Zweck ist.
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Es
ist Aufgabe der gegenwärtigen
Erfindung, die Anordnung einer Lichtquelle hinsichtlich der Verfahren
zu entwickeln, die mit einer Vorrichtung zum Erfassen eines Augenzustands
in Verbindung stehen, um den Augenzustand eines Fahrzeugfahrers zu
erfassen und um dadurch im Vergleich zu herkömmlichen Fällen die Häufigkeit eines Auftretens einer
Situation zu verringern, in welcher ein Auge nicht erfasst werden
kann.
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Gelöst wird
die Aufgabe durch die Merkmale von Anspruch 1, 3, 7, 9, 11, 12,
13, 14, 15, 16, 17, 18. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der
Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Gemäß einem
ersten Gesichtspunkt der Erfindung weist eine Vorrichtung zum Erfassen
eines Augenzustands Folgendes auf: eine erste Lichtquelle 1;
eine zweite Lichtquelle 2; eine Kamera 3 zum Aufnehmen
der Augen eines Fahrzeugfahrers, die von der ersten Lichtquelle 1 und
der zweiten Lichtquelle 2 beleuchtet werden; und eine Steuereinheit 4,
die eine Steuerung auf der Grundlage des Zustands der Augen, der
durch die Kamera 3 aufgenommen worden ist, durchführt. In
dieser Vorrichtung zum Erfassen eines Augenzustands ist die erste
Lichtquelle 1 bei Betrachtung von dem Fahrersitz aus auf
der rechten Seite der Kamera 3 angeordnet. Zu diesem Zeitpunkt ist
die Richtung der optischen Achse 11 der ersten Lichtquelle 1 von
der Aufnahmerichtung 31 der Kamera 3 nach rechts
gewinkelt. Die zweite Lichtquelle 2 ist bei Betrachtung
von dem Fahrersitz aus auf der linken Seite der Kamera 3 angeordnet.
Zu diesem Zeitpunkt ist die Richtung der optischen Achse 21 der zweiten
Lichtquelle 2 von der Aufnahmerichtung 31 der
Kamera 3 nach links gewinkelt. Die Aufnahmerichtung der
Kamera, die hier zitiert wird, bezieht sich auf eine Richtung, die
sich von der Kamera zu der Mitte eines aufzunehmenden Bereiches
erstreckt. Die Richtung der optischen Achse einer Lichtquelle bezieht
sich auf eine Richtung, die sich von der Lichtquelle zu der Mitte
eines zu beleuchtenden Objektes erstreckt.
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Wie
oben erwähnt,
sind die erste Lichtquelle und die zweite Lichtquelle jeweils auf
der linken und auf der rechten Seite der Kamera angeordnet. Außerdem sind
die Richtungen der optischen Achsen der ersten Lichtquelle und der
zweiten Lichtquelle von der Aufnahmerichtung der Kamera jeweils
nach rechts und nach links gewinkelt. Daher wird das Gesicht des
Fahrers mit Licht von beiden Seiten beleuchtet. Dadurch wird die
Möglichkeit,
dass das Gesicht abgedunkelt ist, verringert.
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Gemäß dem Ergebnis
eines Experiments, das von den gegenwärtigen Erfindern durchgeführt worden
ist, tritt in diesem Fall das Folgende auf: wenn das Gesicht des
Fahrers zu der Vorderseite der Kamera gerichtet ist, sind helle
Punkte, wenn sie durch die ersten und zweiten Lichtquellen auf den Brillengläsern erzeugt
werden, oft nahe den linken und rechten Enden der Brillengläser positioniert. (Siehe 5).
Daher wird die Möglichkeit
verringert, dass helle Punkte die Umrisse von beiden Augen überlagern.
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Ferner
zeigt das Ergebnis von dem Experiment, das durch die gegenwärtigen Erfinder
durchgeführt
worden ist, Folgendes auf: wenn das Gesicht zur rechten Seite hin
gerichtet ist, kann auf dem rechten Brillenglas ein heller Punkt
erzeugt werden, der den Umriss des rechten Auges überlagert.
Es wird jedoch selten auf dem linken Brillenglas ein heller Punkt
erzeugt, der den Umriss des linken Auges überlagert. (Siehe 6)
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Ferner
zeigt das Ergebnis des Experiments, das durch die gegenwärtigen Erfinder
durchgeführt worden
ist, das Folgende auf: wenn das Gesicht zur linken Seite gerichtet
ist, kann auf dem linken Brillenglas ein heller Punkt erzeugt werden,
der den Umriss des linken Auges überlagert.
Es wird jedoch selten auf dem rechten Brillenglas ein heller Punkt
erzeugt, der den Umriss des rechten Auges überlagert. (Siehe 7)
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Wie
oben erwähnt,
sind mehrere Lichtquellen bereitgestellt. Die Lichtquellen sind
auf der linken und auf der rechten Seite einer Kamera angeordnet, und
die Richtungen ihrer optischen Achsen sind von der Aufnahmerichtung
der Kamera gewinkelt. Hinsichtlich der Verfahren, die mit der Vorrichtung
zum Erfassen eines Augenzustands zusammenhängen, um den Augenzustand eines
Fahrzeugfahrers zu erfassen, wird somit die Häufigkeit eines Auftretens einer
Situation, in der ein Auge nicht erfasst werden kann, verringert.
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Dass
die Lichtquellen auf der rechten und auf der linken Seite angeordnet
sind, umfasst nicht nur Fälle,
in welchen sie in der horizontalen Richtung auf der rechten und
auf der linken Seite einer Kamera angeordnet sind. Es umfasst auch
Fälle,
in welchen sie in einer schrägen
Richtung auf der rechten und auf der linken Seite der Kamera angeordnet
sind.
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Zu
diesem Zeitpunkt ist die Richtung der optischen Achse 11 der
ersten Lichtquelle 1 von der Aufnahmerichtung 31 der
Kamera 3 um 15° oder mehr
nach rechts gewinkelt. Die Richtung der optischen Achse 21 der
zweiten Lichtquelle 2 ist von der Aufnahmerichtung 31 der
Kamera 3 um 15° oder mehr
nach links gewinkelt.
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Gemäß dem Ergebnis
des Experiments, das von den gegenwärtigen Erfindern durchgeführt worden
ist, kann in diesen Fällen
das Folgende hinsichtlich der Verfahren, die mit der Vorrichtung
zum Erfassen eines Augenzustands zusammenhängen, um den Augenzustand eines
Fahrzeugfahrers zu erfassen, durchgeführt werden: die Häufigkeit
eines Auftretens einer Situation, in welcher ein Auge nicht erfasst
werden kann, wird im Wesentlichen ungeachtet des Typs der Brille
und der Art und Weise, wie die Brille getragen wird, im Wesentlichen
gleich null gemacht.
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Die
Positionen der Lichtquellen und der Kamera sind unterschiedlich
abgeändert,
solange das Gesicht des Fahrers nicht abgeschattet ist. Das heißt die ersten
und zweiten Lichtquellen können
beispielsweise von einer Richtung gerade nach vorne der Kamera horizontal
weg (nach rechts/nach links) oder vertikal weg (nach oben/nach unten)
positioniert sein. Die Positionen der ersten und der zweiten Lichtquellen
können
durch einen Winkel von der Richtung gerade nach vorne der Kamera
oder durch einen Abstand von einem Armaturenbrett des Fahrzeugs
und dergleichen definiert sein. Die Position kann in Bezug auf eine
Position des Kopfes des Fahrers definiert sein, und die Position
des Kopfes des Fahrers kann auf der Grundlage einer Position des
Fahrersitzes mit seiner verschiebbaren Einstellgrenze in einer Längsrichtung
des Fahrzeugs und mit einer als Drehpunkt dienenden Einstellbegrenzung
der Rückenlehne
definiert sein. Ferner können
die Positionen der Lichtquellen und der Kamera in Bezug auf verschiedene Teile,
wie z. B. eine Lenksäule,
einen Träger,
einen Rückspiegel
und dergleichen, in dem Fahrzeug definiert sein. Außerdem kann
die Vorrichtung zum Erfassen eines Augenzustandes in einem großen Nutzfahrzeug
verwendet werden, und die Positionen der Lichtquellen und der Kamera
können
symmetrisch umgeschalten werden, wenn das Fahrzeug oder das große Nutzfahrzeug
statt für
einen Rechtsverkehr für einen
Linksverkehr ausgestattet ist (das heißt, in dem Fahrzeug befindet
sich eine Handhabungsposition statt auf der rechten Seite auf der
linken Seite).
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Der
erste Gesichtspunkt der Erfindung kann auch als ein Verfahren zum
Anbringen einer Vorrichtung zum Erfassen eines Augenzustandes verstanden
werden, die dadurch gekennzeichnet ist, dass: die erste Lichtquelle 1 bei
Betrachtung vom Fahrersitz aus auf der rechten Seite der Kamera 3 angeordnet
ist; die Richtung der optischen Achse 11 der ersten Lichtquelle 1 von
der Aufnahmerichtung 31 der Kamera 3 nach rechts
gewinkelt ist; die zweite Lichtquelle 2 bei Betrachtung
vom Fahrersitz aus auf der linken Seite der Kamera 3 angeordnet
ist; und die Richtung der optischen Achse 21 der zweiten
Lichtquelle 2 von der Aufnahmerichtung 31 der
Kamera 3 nach links gewinkelt ist.
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Ferner
können
die Änderungen
der Lichtquellenpositionen und der Kamerapositionen auch als die
Verfahren zum Anbringen dieser Teile in dem Fahrzeug beschrieben
sein.
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Es
zeigen:
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1 eine
Perspektivansicht eines Anbringungszustands einer Vorrichtung zum
Erfassen eines Augenzustands in einer ersten Ausführungsform der
gegenwärtigen
Offenbarung;
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2 ein
Blockdiagramm einer rechten/linken Nahinfrarot-Beleuchtungslichtquelle, einer Kamera
und einer ECU mit elektrischen Verbindungen dazwischen;
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3 eine
Draufsicht von Positionen einer Nahinfrarot-Beleuchtungslichtquelle
und einer Kameraposition in einem Fahrzeug;
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4 eine
Draufsicht von Lichtachsen einer Nahinfrarot-Beleuchtungslichtquelle
und einer Kamerarichtung in dem Fahrzeug;
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5 eine
Darstellung eines Bildes eines Fahrergesichts, wenn ein Fahrer einer
Kamera geradeaus zugewandt ist;
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6 eine
Darstellung eines Bildes eines Fahrergesichts, wenn der Fahrer von
der Kamera aus der rechten Seite zugewandt ist;
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7 eine
Darstellung eines Bildes eines Fahrergesichts, wenn der Fahrer von
der Kamera aus der linken Seite zugewandt ist;
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8 eine
Perspektivansicht eines Anbringungszustands der Vorrichtung zum
Erfassen eines Augenzustands in einer zweiten Ausführungsform der
gegenwärtigen
Offenbarung;
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9 eine
Seitenansicht von Positionen einer Nahinfrarot-Beleuchtungslichtquelle
in dem Fahrzeug;
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10 eine
Darstellung eines Bildes eines Fahrergesichts, wenn der Fahrer einer
horizontalen Richtung zugewandt ist;
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11 eine
Darstellung eines Bildes eines Fahrergesichts, wenn der Fahrer nach
unten sieht;
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12 eine
Darstellung eines Bildes eines Fahrergesichts, wenn der Fahrer nach
oben sieht;
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13 ein
Diagramm von Versuchsergebnissen, die sich auf einen Blinzelerfassungsversuch in
der zweiten Ausführungsform
beziehen;
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14 ein
Diagramm von Versuchsergebnissen, die sich auf einen Blinzelerfassungsversuch in
einer anderen Ausführungsform
beziehen;
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15 eine
Darstellung von einer Rechtsverschiebung einer Lichtachse einer
Lichtquelle in Bezug auf eine Abbildungsrichtung der Kamera;
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16 eine
Darstellung eines Bildes eines Fahrergesichts, wenn der Fahrer direkt
in die Kamera sieht;
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17 eine
Darstellung eines Bildes eines Fahrergesichts, wenn der Fahrer von
der Kamera nach links sieht;
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18 eine
Darstellung eines Bildes eines Fahrergesichts, wenn der Fahrer in
eine Richtung zwischen der Lichtquelle und der Kamera sieht;
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19 eine
Darstellung einer Verschiebung der Lichtachse der Lichtquelle ausschließlich nach oben
in Bezug auf eine Abbildungsrichtung der Kamera;
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20 eine
Darstellung eines Bildes eines Fahrergesichts, das durch die Kamera
aufgenommen wurde, wenn der Fahrer in eine horizontale Richtung
blickt;
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21 eine
Darstellung eines Bildes eines Fahrergesichts, das von der Kamera
aufgenommen wurde, wenn der Fahrer nach oben blickt;
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22 eine
Darstellung eines Bildes eines Fahrergesichts, das von der Kamera
aufgenommen wurde, wenn der Fahrer in Bezug auf die Lichtquelle nach
unten blickt;
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23 eine
Darstellung eines Bildes eines Fahrergesichts, das von der Kamera
aufgenommen wurde, wenn der Fahrer in eine Richtung zwischen der
Lichtquelle und der Kamera blickt;
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24 eine
Darstellung eines Fahrergesichts, wenn der Fahrer eine geringfügig nach
unten geneigte Brille trägt;
und
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25 eine
Darstellung eines Bildes eines Fahrergesichts durch die Kamera,
wenn der Fahrer in einem in 24 gezeigten
Zustand in eine horizontale Richtung blickt.
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Unter
Bezugnahme auf die beigefügte
Zeichnung werden Ausführungsformen
der gegenwärtigen Offenbarung
beschrieben. Obwohl die Beschreibungen der folgenden Ausführungsformen
auf eine Situation in dem Fahrzeug ausgerichtet sind, in der sich ein
Lenkrad in einem Fahrzeugkörper
auf einer rechten Seite befindet, kann die Offenbarung der Erfindung
bei dem Fahrzeug verwendet werden, in dem ein Lenkrad in einem Fahrzeugkörper auf
einer linken Seite angeordnet ist, wenn die Rechts-Links-Verhältnisse
vertauscht sind.
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(Erste Ausführungsform)
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Im
Folgenden wird eine Beschreibung einer ersten Ausführungsform
der Erfindung geliefert. 1 zeigt schematisch, wie in
dieser Ausführungsform
eine Vorrichtung 50 zum Erfassen eines Augenzustands in
einer Fahrzeugkabine angeordnet ist. Die Vorrichtung 50 zum
Erfassen eines Augenzustands weist eine rechte Nahinf rarot-Beleuchtungslichtquelle 1,
eine linke Nahinfrarot-Beleuchtungslichtquelle 2, eine
Kamera 3 und eine ECU 4 auf.
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Die
rechte Nahinfrarot-Beleuchtungslichtquelle 1 und die linke
Nahinfrarot-Beleuchtungslichtquelle 2 sind
Lichtquellen, wie z. B. LEDs, die in der Fahrzeugkabine vor dem
Fahrersitz angeordnet sind. Sie sind jeweils so ausgestaltet, dass
sie zu dem Kopf eines Fahrers, der sich auf dem Fahrersitz befindet,
Nahinfrarot-Lichtstrahlen werfen, die so streuen, wie die Lichtkegel 5 und 6 darstellen.
Ein Einschalten/Ausschalten der rechten Nahinfrarot-Beleuchtungslichtquelle 1 und
der linken Nahinfrarot-Beleuchtungslichtquelle 2 wird gemäß Signalen von
der ECU 4 gesteuert.
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Die
Kamera 3 führt
unter der Steuerung der ECU 4 den folgenden Betrieb durch:
sie nimmt das Gesicht des Fahrers auf, der sich auf dem Fahrersitz befindet,
und gibt an die ECU 4 ein Signal aus, welches das erfasste
Bild des Gesichts anzeigt, das durch das Aufnehmen erzeugt wurde.
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Die
ECU 4 ist an einem unauffälligen Bereich angebracht,
wie z. B. dem Inneren eines Armaturenbretts auf der Fahrersitzseite
in der Fahrzeugkabine. Die ECU 4 steuert die rechte Nahinfrarot-Beleuchtungslichtquelle 1,
die linke Nahinfrarot-Beleuchtungslichtquelle 2 und
die Kamera 3, und sie erlangt von der Kamera 3 aufgenommene
Bilder.
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2 ist
ein Blockdiagramm, das die elektrische Verbindung zwischen einer
rechten Nahinfrarot-Beleuchtungslichtquelle 1, einer linken
Nahinfrarot-Beleuchtungslichtquelle 2, einer Kamera 3 und
einer ECU 4 und die Ausgestaltung der ECU 4 zeigt. Wie
in dieser Figur dargestellt ist, weist die ECU 4 eine Abbildungssteuereinheit 41,
eine Bildeingabe-/-ausgabeeinheit 42, eine Bildverarbeitungseinheit 43 und
eine Systemsteuerungs- und -berechnungseinheit 44 auf.
Diese Bestandteile 41 bis 44 der ECU 4 können beispielsweise
aus einem herkömmlich
bekannten Mikrocomputer hergestellt sein.
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Die
Systemsteuerungs- und -berechnungseinheit 44 gibt zu der
Bildverarbeitungseinheit 43 einen Aufnahmeanforderungsbefehl
aus, wann immer eine Aufnahmezeit kommt (wie z. B. periodisch).
Die Bildverarbeitungseinheit 43 gibt den von der Systemsteuerungs-
und -berechnungseinheit 44 empfangenen Aufnahmeanforderungsbefehl
zu der Bildeingabe-/-ausgabeeinheit 42 aus. Die Bildeingabe-/-ausgabeeinheit 42 gibt
den von der Bildverarbeitungseinheit 43 empfangenen Aufnahmeanforderungsbefehl
zu der Abbildungssteuereinheit 41 aus. Als Reaktion auf
das Empfangen des Aufnahmeanforderungsbefehls von der Bildeingabe-/-ausgabeeinheit 42 steuert
die Abbildungssteuereinheit 41 die Kamera 3 und
bewirkt, dass die Kamera 3 das Gesicht des Fahrers aufnimmt.
(Dies entspricht einer Kameraaufnahmesteuerfunktion.)
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Die
Kamera 3 erzeugt unter der Steuerung der Abbildungssteuereinheit 41 ein
aufgenommenes Bild und gibt dieses unter der Steuerung der Abbildungssteuereinheit 41 aus.
Anschließend
empfängt die
Bildeingabe-/-ausgabeeinheit 42 das aufgenommene Bild,
das von der Kamera 3 ausgegeben worden ist. (Dies entspricht
einer Kamerabildeingabefunktion.) Ferner gibt die Bildeingabe-/-ausgabeeinheit 42 zu
der Bildverarbeitungseinheit 43 ein Signal des empfangenen
Bildes aus. (Dies entspricht einer Kameraausgabefunktion.) Auf der
Grundlage des Signals des aufgenommenen Bildes, das von der Bildeingabe-/-ausgabeeinheit 42 erfasst
wird, identifiziert die Bildverarbeitungseinheit 43 den
Umriss eines Auges, die Position einer Pupille und dergleichen in
dem aufgenommenen Bild, wobei ein herkömmlich bekanntes Bildverarbeitungsverfahren
verwendet wird. Anschließend
erfasst sie die Blickrichtung des Fahrers auf der Grundlage der
Relativposition der Pupille innerhalb des Umrisses des Auges. (Dies
entspricht einer Blickerfassungsfunktion.). Auf der Grundlage des
Vorhandenseins oder Nichtvorhandenseins einer Pupille in dem aufgenommene
Bild von der Bildeingabe-/-ausgabeeinheit 42 oder dergleichen
bestimmt darüber
hinaus die Bildverarbeitungseinheit 43, ob der Fahrer blinzelt
oder nicht. (Dies entspricht einer Blinzelerfassungsfunktion.) Schließlich gibt
die Bildverarbeitungseinheit 43 zu der Systemsteuerungs-
und -berechnungseinheit 44 Erfassungsdaten aus, die sich
auf die Blickrichtung des Fahrers und auf das Vorhandensein oder
Nichtvorhandensein eines Blinzelns beziehen.
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Wenn
die Systemsteuerungs- und -berechnungseinheit 44 von der
Bildverarbeitungseinheit 43 die Erfassungsdaten empfängt, die
sich auf die Blickrichtung des Fahrers und auf das Vorhandensein oder
Nichtvorhandensein eines Blinzelns beziehen, führt sie die folgende Bearbeitung
durch: sie bestimmt auf der Grundlage der Daten, wo der Fahrer hinschaut
(Dies entspricht einer Funktion zur Berechnung eines Blickrichtungspunktes.);
und sie mutmaßt,
ob der Fahrer schläfrig
ist oder nicht (Dies entspricht einer Funktion zur Berechnung einer
Mutmaßung
einer Schläfrigkeit.).
Die Systemsteuerungs- und -berechnungseinheit 44 gibt die
Informationen hinsichtlich des Blickrichtungspunktes und des Vorhandenseins
oder Nichtvorhandenseins von Schläfrigkeit, die als Ergebnis
aus der Bearbeitung erzielt wurden, zu anderen Systemen in dem Fahrzeug
aus. (Dies entspricht einer Steuerfunktion zum Ausgeben von Berechnungsergebnissen.)
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Ein
System, das die Informationen hinsichtlich des Blickrichtungspunktes
empfängt,
führt eine Steuerung
aus, um beispielsweise die Richtung der optischen Achse eines Scheinwerfers
auf die Richtung des Blickrichtungspunktes auszurichten. Ein System,
das die Informationen hinsichtlich des Vorhandenseins von Schläfrigkeit
empfängt,
führt eine Steuerung
aus, um beispielsweise einen Lautsprecher zur Ausgabe eines Alarms
zu bringen.
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Die
Systemsteuerungs- und -berechnungseinheit 44 gibt, wenn
notwendig, beispielsweise in der Nacht, zu der Bildverarbeitungseinheit 43 einen Beleuchtungslichtbefehl
aus. Die Bildverarbeitungseinheit 43 gibt den Beleuchtungslichtbefehl,
den sie von der Systemsteuerungs- und -berechnungseinheit 44 empfangen
hat, zu der Bildeingabe-/-ausgabeeinheit 42 aus. Die Bildeingabe-/-ausgabeeinheit 42 gibt den
Beleuchtungslichtbefehl, den sie von der Bildverarbeitungseinheit 43 empfangen
hat, zu der Abbildungssteuereinheit 41 aus. Als Reaktion
auf das Empfangen des Beleuchtungslichtbefehls von der Bildeingabe-/-ausgabeeinheit 42 schaltet
die Abbildungssteuereinheit 41 die rechte Nahinfrarot-Beleuchtungslichtquelle 1 und
die linke Nahinfrarot-Beleuchtungslichtquelle 2 ein.
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Dadurch
wird das Gesicht des Fahrers beleuchtet. Somit kann die Kamera 3 das
Gesicht des Fahrers aufnehmen, das mit Licht von der rechten Nahinfrarot-Beleuchtungslichtquelle 1 und
der linken Nahinfrarot-Beleuchtungslichtquelle 2 beleuchtet wird.
Die ECU 4 kann den Zustand der Augen von dem somit erzielten,
aufgenommenen Bild durch Bildverarbeitung bestimmen.
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Es
wird nun die Anordnung der rechten Nahinfrarot-Beleuchtungslichtquelle 1,
der linken Nahinfrarot-Beleuchtungslichtquelle 2 und der
Kamera 3 in der Fahrzeugkabine beschrieben. 3 ist
eine schematische Ansicht des Innenraums der Fahrzeugkabine bei
Betrachtung von oben. Die rechte Nahinfrarot-Beleuchtungslichtquelle 1,
die linke Nahinfrarot-Beleuchtungslichtquelle 2 und die
Kamera 3 sind in derselben Ebene angebracht. Wie in der Zeichnung
dargestellt ist, ist die Kamera 3 in der Drehmitte eines
Lenkrades angeordnet, das vor dem Fahrer 9 positioniert
ist, der sich auf dem Fahrersitz befindet. Stattdessen kann die
Kamera 3 in einem Instrumentenabschnitt angeordnet sein,
welcher das vordere Ende von dem Innenraum der Fahrzeugkabine bildet
und vor dem Fahrer positioniert ist. (Dieses vordere Ende ist der
nach vorne gerichtete Abschnitt der Enden von dem Innenraum der
Fahrzeugkabine.)
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Hier
wird angenommen, dass sich der Sitzbereich (d. h. der Bereich, auf
dem sich die Gesäßbacken
und die Oberschenkelbereiche des Fahrers befinden) des Fahrersitzes
in der folgenden Position befindet: einer Position an gleichen Abständen von
einer Position, in welcher sich der Sitz befindet, wenn er bis zur
Grenze bzw. zum Anschlag nach vorne verschoben ist, und einer Position,
in welcher sich der Sitz befindet, wenn er bis zur Grenze bzw. zum
Anschlag nach hinten verschoben ist. Ferner wird angenommen, dass
die Rückenlehne
des Fahrersitzes senkrecht zur Sitzposition aufgerichtet worden
ist.
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Die
rechte Nahinfrarot-Beleuchtungslichtquelle 1 ist in der
folgenden Position angeordnet, wobei sich der Kopf des Fahrers 9 in
der Mitte befindet: einer Position innerhalb eines Winkelbereichs 10 von nicht
weniger als 15° und
nicht mehr als 45° zur
rechten Seite hin von der Richtung der Vorderseite des Fahrersitzes
(d. h. der Richtung, die sich von dem Kopf des Fahrers 9 zur
Kamera 3 hin erstreckt). Insbesondere ist sie an dem vorderen
Ende der rechten vorderen Tür
angeordnet. Wenn die rechte Nahinfrarot-Beleuchtungslichtquelle 1 an
dem vorderen Ende des Innenraums der Fahrzeugkabine angebracht ist, beträgt der Abstand
zwischen der rechten Nahinfrarot-Beleuchtungslichtquelle 1 und
der Kamera 3 in der Breitenrichtung des Fahrzeugs mindestens
20 cm. Es wird angenommen, dass sich Kopf des Fahrers 10 cm direkt
oberhalb der Rückenlehne
des Fahrersitzes befindet.
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Die
linke Nahinfrarot-Beleuchtungslichtquelle 2 ist an der
folgenden Position angebracht, wobei sich der Kopf des Fahrers 9 in
der Mitte befindet: einer Position innerhalb eines Winkelbereichs 20 von nicht
weniger als 15° und
nicht mehr als 45° zur
linken Seite hin von der Richtung der Vorderseite des Fahrersitzes.
Insbesondere ist sie an einem Gehäuse in der Nähe der Mitte
des Armaturenbretts des Fahrzeugs von dem Gesichtspunkt aus angebracht, dass
verhindert wird, dass die Sicht des Fahrers durch die Windschutzscheibe
unterbrochen ist. Wenn die linke Nahinfrarot-Beleuchtungslichtquelle 2 an dem
vorderen Ende von dem Innenraum der Fahrzeugkabine angebracht ist,
beträgt
der Abstand zwischen der linken Nahinfrarot-Beleuchtungslichtquelle 2 und
der Kamera 3 in der Breitenrichtung des Fahrzeugs mindestens
20 cm.
-
Die
Richtungen der optischen Achsen der rechten Nahinfrarot-Beleuchtungslichtquelle 1 und der
linken Nahinfrarot-Beleuchtungslichtquelle 2 und die Aufnahmerichtung
der Kamera 3 sind in 4 dargestellt.
Die Aufnahmerichtung 31 der Kamera 3 ist eine
Richtung, die sich von der Kamera 3 zu dem Kopf des Fahrers 9 erstreckt,
das heißt,
eine Richtung, die sich von der Kamera 3 zur Rückseite
des Fahrzeugs hin erstreckt. Die hier erwähnte Aufnahmerichtung der Kamera 3 bezieht
sich auf eine Richtung, die zu der optischen Achse der Hauptlinse,
die von der Kamera 3 zur Aufnahme verwendet wird, parallel
liegt und von der Kamera 3 zu einem Aufnahmeobjekt gerichtet
ist.
-
Die
Richtung der optischen Achse 11 der rechten Nahinfrarot-Beleuchtungslichtquelle 1 ist eine
Richtung, die sich von der rechten Nahinfrarot-Beleuchtungslichtquelle 1 zu
dem Kopf des Fahrers 9 erstreckt. Das heißt die obige
Richtung ist die Richtung, die zu der Mittelachse des Lichtkonus,
der von der rechten Nahinfrarot-Beleuchtungslichtquelle 1 projiziert
worden ist, parallel ist und von der rechten Nahinfrarot-Beleuchtungslichtquelle 1 zu
einem zu beleuchtenden Objekt gerichtet ist. Wie oben erwähnt, ist
die rechte Nahinfrarot-Beleuchtungslichtquelle 1 an einer
Position innerhalb eines Winkelbereichs 10 von nicht weniger
als 15° und
nicht mehr als 45° zur
rechten Seite von der Richtung der Vorderseite des Fahrersitzes
aus angebracht, wobei sich der Kopf des Fahrers 9 in der
Mitte befindet. Daher ist die Richtung der optischen Achse 11 der
rechten Nahinfrarot-Beleuchtungslichtquelle 1 von der Aufnahmerichtung
der Kamera 3 innerhalb eines Bereichs von α = 15° bis 45° nach rechts
gewinkelt.
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Die
Richtung der optischen Achse 21 der linken Nahinfrarot-Beleuchtungslichtquelle 2 ist
eine Richtung, die sich von der linken Nahinfrarot-Beleuchtungslichtquelle 2 zu
dem Kopf des Fahrers 9 erstreckt. Das heißt die obige
Richtung ist die Richtung, die zu der Mittelachse des Lichtkonus,
der von der linken Nahinfrarot-Beleuchtungslichtquelle 2 projiziert
worden ist, parallel ist und von der linken Nahinfrarot-Beleuchtungslichtquelle 2 zu
einem zu beleuchtenden Objekt gerichtet ist. Wie oben erwähnt, ist
die linke Nahinfrarot-Beleuchtungslichtquelle 2 an einer
Position innerhalb eines Winkelbereichs 20 von nicht weniger
als 15° und
nicht mehr als 45° zur
linken Seite von der Richtung der Vorderseite des Fahrersitzes aus
angebracht, wobei sich der Kopf des Fahrers 9 in der Mitte
befindet. Daher ist die Richtung der optischen Achse 21 der
linken Nahinfrarot-Beleuchtungslichtquelle 2 von der Aufnahmerichtung der
Kamera 3 innerhalb eines Bereichs von α = 15° bis 45° nach links gewinkelt.
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Wie
oben erwähnt,
weist die Vorrichtung 50 zum Erfassen eines Augenzustands
Folgendes auf: die rechte Nahinfrarot-Beleuchtungslichtquelle 1;
die linke Nahinfrarot-Beleuchtungslichtquelle 2; die Kamera 3 zum
Aufnehmen der Augen des Fahrzeugfahrers, die durch die rechte Nahinfrarot-Beleuchtungslichtquelle 1 und
durch die linke Nahinfrarot-Beleuchtungslichtquelle 2 beleuchtet
werden; und die ECU 4, wel che auf der Grundlage des Zustands
der Augen, der von der Kamera 3 aufgenommen worden ist,
eine Steuerung durchführt.
Die rechte Nahinfrarot-Beleuchtungslichtquelle 1 ist auf
der rechten Seite der Kamera 3 bei Betrachtung von dem
Fahrersitz aus 20 cm oder mehr entfernt von der Kamera 3 angeordnet. Die
optische Achse 11 der rechten Nahinfrarot-Beleuchtungslichtquelle 1 ist
von der Aufnahmerichtung 31 der Kamera 3 um 15° bis 45° nach rechts
gewinkelt. Die linke Nahinfrarot-Beleuchtungslichtquelle 2 ist
auf der linken Seite der Kamera 3 bei Betrachtung vom Fahrersitz
aus 20 cm oder mehr entfernt von der Kamera 3 angeordnet.
Die optische Achse 21 der linken Nahinfrarot-Beleuchtungslichtquelle 2 ist
von der Aufnahmerichtung 31 der Kamera 3 um 15° bis 45° nach links
gewinkelt. Die Vorrichtung 50 zum Erfassen eines Augenzustands
ist in der Fahrzeugkabine so eingestellt angebracht
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Wie
oben erwähnt,
sind die erste Lichtquelle und die zweite Lichtquelle jeweils auf
der rechten und der linken Seite der Kamera angeordnet. Die Richtungen
der optischen Achsen der ersten Lichtquelle und der zweiten Lichtquelle
sind jeweils von der Aufnahmerichtung der Kamera nach rechts und
nach links gewinkelt. Daher wird das Gesicht des Fahrers von beiden
Seiten des Gesichtes mit Licht beleuchtet. Somit wird die Möglichkeit
verringert, dass das Gesicht beschattet ist.
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Gemäß dem Ergebnis
aus dem Versuch und der Untersuchung, welche von den gegenwärtigen Erfindern
durchgeführt
worden sind, tritt in diesem Fall das in 5 dargestellte
Phänomen
auf, wenn das Gesicht des Fahrers zur Vorderseite der Kamera hin
gerichtet ist. Sogar wenn auf dem rechten Brillenglas aufgrund der
rechten Nahinfrarot-Beleuchtungslichtquelle 1 ein heller
Punkt 51 und auf dem linken Brillenglas aufgrund der linken
Nahinfrarot-Beleuchtungslichtquelle 2 ein heller Punkt 52 erzeugt
werden, werden diese hellen Punkte gewöhnlich in der Nähe der linken
und rechten Enden der Brillengläser
erzeugt. Daher überlagern
die hellen Punkte selten gleichzeitig die Umrisse der beiden Augen.
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Gemäß dem Ergebnis
aus dem Versuch und der Untersuchung, welche von den gegenwärtigen Erfindern
durchgeführt
worden sind, tritt das in 6 dargestellte
Phänomen
auf, wenn das Gesicht des Fahrers nach rechts gerichtet ist. Auf
dem rechten Brillenglas kann aufgrund der rechten Nahinfrarot-Beleuchtungslichtquelle 1 ein
heller Punkt erzeugt werden, welcher den Umriss des rechten Auges überlagert.
Auf dem linken Brillenglas wird jedoch äußerst selten ein heller Punkt
erzeugt, der den Umriss des linken Auges überlagert.
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Gemäß dem Ergebnis
aus dem Versuch und der Untersuchung, welche von den gegenwärtigen Erfindern
durchgeführt
worden sind, tritt das in 7 dargestellte
Phänomen
auf, wenn das Gesicht des Fahrers nach links gerichtet ist. Auf
dem linken Brillenglas kann aufgrund der linken Nahinfrarot-Beleuchtungslichtquelle 2 ein
heller Punkt erzeugt werden, welcher den Umriss des linken Auges überlagert.
Auf dem rechten Brillenglas wird jedoch äußerst selten ein heller Punkt
erzeugt, der den Umriss des rechten Auges überlagert.
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Wie
oben erwähnt,
kann das Folgende hinsichtlich der Verfahren realisiert werden,
welche mit einer Vorrichtung zum Erfassen eines Augenzustands zusammenhängen, um
den Augenzustand eines Fahrzeugfahrers zu erfassen: die Häufigkeit
eines Auftretens einer Situation, in welcher ein Auge nicht erfasst
werden kann, wird durch Bereitstellen mehrerer Lichtquellen verringert,
wobei diese Lichtquellen auf der linken und auf der rechten Seite
einer Kamera angeordnet sind und ihre optischen Achsen von der Aufnahmerichtung
der Kamera gewinkelt sind.
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Wie
oben erwähnt,
kann das Folgende hinsichtlich der Verfahren durchgeführt werden,
welche mit einer Vorrichtung zum Erfassen eines Augenzustands zusammenhängen, um
den Augenzustand eines Fahrzeugfahrers zu erfassen: die Häufigkeit
eines Auftretens einer Situation, in welcher ein Auge nicht erfasst
werden kann, wird im Wesentlichen ungeachtet des Typs der Brille
und der Art und Weise, wie die Brille getragen wird, im Wesentlichen
gleich null gemacht.
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In
der obigen Beschreibung führt
die ECU 4 auf der Grundlage des Zustands eines Auges, der von
der Kamera 3 aufgenommen worden ist, eine Steuerung durch.
Stattdessen kann sie so ausgestaltet sein, dass sie auf der Grundlage
des Zustands eines Auges, der von der Kamera 3 aufgenommen worden
ist, eine Steuerung und eine Berechnung ausführt, um den Zustand des Fahrers
zu vermuten.
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(Zweite Ausführungsform)
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Es
wird nun eine zweite Ausführungsform der
Erfindung beschrieben. 8 zeigt, wie eine Vorrichtung 60 zum
Erfassen eines Augenzustands in dieser Ausführungsform in einer Fahrzeugkabine
angebracht ist. Die Vorrichtung 60 zum Erfassen eines Augenzustands
unterscheidet sich in dieser Ausführungsform von der Vorrichtung 50 zum
Erfassen eines Augenzustands in der ersten Ausführungsform nur in der Anbringungsposition
der linken Nahinfrarot-Beleuchtungslichtquelle 2. Die Anbrin gungsposition
der rechten Nahinfrarot-Beleuchtungslichtquelle 1 kann
jedoch zu der in der ersten Ausführungsform ebenfalls
unterschiedlich sein.
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Wie
in 8 dargestellt ist, ist die linke Nahinfrarot-Beleuchtungslichtquelle 2 in
dieser Ausführungsform
oberhalb der rechten Nahinfrarot-Beleuchtungslichtquelle 1 und
der Kamera 3 angebracht. Insbesondere ist die linke Nahinfrarot-Beleuchtungslichtquelle 2 an
dem Rahmen der Fahrzeugkabine an einer Position angebracht, welche
der Basis eines Innenrückspiegels
entspricht.
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9 zeigt
den Innenraum der Fahrzeugkabine bei Betrachtung von einer Seite
des Fahrzeugs aus. Wie in dieser Zeichnung dargestellt ist, sind
die optische Achse 11 der rechten Nahinfrarot-Beleuchtungslichtquelle 1 und
die optische Achse 21 der linken Nahinfrarot-Beleuchtungslichtquelle 2 so
festgelegt, dass das Folgende realisiert wird: wenn sie auf eine
Ebene projiziert werden, welche die vertikale Richtung und die Längsrichtung
des Fahrzeugs enthält,
ist der Winkel, der zwischen den zwei projizierten Linien gebildet
wird, nicht kleiner als 15°.
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Wie
oben erwähnt,
kann die Richtung der optischen Achse 11 der rechten Nahinfrarot-Beleuchtungslichtquelle 1 von
der optischen Achse 21 der linken Nahinfrarot-Beleuchtungslichtquelle 2 in
der vertikalen Richtung um 15° oder
mehr gewinkelt sein. Mit diesem Aufbau werden die folgenden Positionen in
der vertikalen Richtung verschoben: die Position eines hellen Punktes,
der auf dem rechten Brillenglas durch die erste Lichtquelle erzeugt
wird, und die Position eines hellen Punktes, der auf dem linken
Brillenglas durch die zweite Lichtquelle erzeugt wird.
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Es
werden einige Beispiele geliefert. Wenn der Fahrer in der horizontalen
Richtung nach vorne blickt, tritt das in 10 dargestellte
Phänomen
auf. Das heißt
der helle Punkt 52, der durch die linke Nahinfrarot-Beleuchtungslichtquelle 2 auf
dem linken Brillenglas erzeugt wird, wird im Vergleich zu dem hellen
Punkt 52, der in 5 dargestellt
ist und mit der ersten Ausführungsform
zusammenhängt,
nach oben verschoben. Wenn der Fahrer nach vorne und nach unten
blickt, tritt das in 11 dargestellte Phänomen auf.
Während
der helle Punkt 51 noch auf dem Brillenglas bleibt, wird
der helle Punkt 52 zum Rand des Brillenglases verschoben.
Wenn der Fahrer nach vorne und nach oben blickt, tritt das in 12 dargestellte
Phänomen
auf. Während
der helle Punkt 52 noch auf dem Brillenglas bleibt, wird der
helle Punkt 51 zum Rand des Brillenglases verschoben. Somit
wird die Möglichkeit
deutlich verringert, dass helle Punkte gleichzeitig beide Augen überlagern.
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13 ist
eine Tabelle, welche das Ergebnis des Versuchs einer Blinzelerfassung
darstellt, welcher von den gegenwärtigen Erfindern durchgeführt worden
ist, wobei die Vorrichtung 60 zum Erfassen eines Augenzustands
der zweiten Ausführungsform verwendet
wurde. Dieser Versuch wurde unter den folgenden Bedingungen durchgeführt. Die
Winkeldifferenz zwischen der optischen Achse 11 der rechten Nahinfrarot-Beleuchtungslichtquelle 1 und
der Aufnahmerichtung der Kamera 3, die in der horizontalen Richtung
projiziert wurde, betrug 19°.
Die Winkeldifferenz zwischen der optischen Achse 11 der
rechten Nahinfrarot-Beleuchtungslichtquelle 1 und der Aufnahmerichtung
der Kamera 3, die in der vertikalen Richtung projiziert
wurde, betrug 7°.
(Die rechte Nahinfrarot-Beleuchtungslichtquelle 1 war niedriger
positioniert als die Kamera 3.) Die Winkeldifferenz zwischen
der optischen Achse 21 der linken Nahinfrarot-Beleuchtungslichtquelle 2 und
der Aufnahmerichtung der Kamera 3, die in der horizontalen
Richtung projiziert wurde, betrug 17°. Die Winkeldifferenz zwischen
der optischen Achse 21 der linken Nahinfrarot-Beleuchtungslichtquelle 2 und
der Aufnahmerichtung der Kamera 3, die in der vertikalen
Richtung projiziert wurde, betrug 28°. (Die linke Nahinfrarot-Beleuchtungslichtquelle 2 war
höher positioniert
als die Kamera 3.) Unter Verwendung der Vorrichtung 60 zum
Erfassen eines Augenzustands, die wie oben erwähnt aufgebaut war, wurde bei
148 Personen mit Brillengläsern
eine Blinzelerfassungsverarbeitung durchgeführt. Ein Blinzeln konnte nur
bei zwei Personen nicht erfasst werden, die als 1,4 Prozent angesehen
wurden.
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14 ist
eine Tabelle, welche das Ergebnis des Versuchs einer Blinzelerfassung
darstellt, welcher unter Verwendung einer Vorrichtung zum Erfassen
eines Augenzustands unter den Bedingungen durchgeführt wurde,
bei denen die Erfindung oder das Verfahren, die in Patentdokument 1 offenbart sind,
nicht verwendet werden. Dieser Versuch wurde unter den folgenden
Bedingungen durchgeführt.
Die Winkeldifferenz zwischen der optischen Achse 11 der rechten
Nahinfrarot-Beleuchtungslichtquelle 1 und der Aufnahmerichtung
der Kamera 3, die in der horizontalen Richtung projiziert
wurde, betrug 3°.
Die Winkeldifferenz zwischen der optischen Achse 11 der rechten
Nahinfrarot-Beleuchtungslichtquelle 1 und der Aufnahmerichtung
der Kamera 3, die in der vertikalen Richtung projiziert
wurde, betrug 0°.
Die Winkeldifferenz zwischen der optischen Achse 21 der
linken Nahinfrarot-Beleuchtungslichtquelle 2 und der Aufnahmerichtung
der Kamera 3, die in der horizontalen Richtung projiziert
wurde, betrug 3°.
Die Winkeldifferenz zwischen der optischen Achse 21 der
linken Nahinfrarot-Beleuchtungslichtquelle 2 und der Aufnahmerichtung
der Kamera 3, die in der vertikalen Richtung projiziert
wurde, betrug 0°.
Unter Verwendung der Vorrichtung 60 zum Erfassen eines
Augenzustands, die wie oben erwähnt
aufgebaut war, wurde bei 86 Personen, die Brillengläser trugen
und im Wesentlichen nach vorne blickten, eine Blinzelerfassungsverarbeitung
durchgeführt.
Ein Blinzeln konnte bei 18 Personen nicht erfasst werden, die als
20,9 Prozent angesehen wurden.
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(Andere Ausführungsformen)
-
Bis
hierher wurden Ausführungsformen
der Erfindung beschrieben. Der Schutzumfang der Erfindung ist jedoch
nicht auf die obigen Ausführungsformen
begrenzt und er umfasst verschiedene Modi, welche es ermöglichen,
die Funktionen von jedem Merkmal der Erfindung auszuführen.
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Obwohl
die gegenwärtige
Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung in Zusammenhang
mit ihrer bevorzugten Ausführungsform
vollständig
beschrieben worden ist, ist anzumerken, dass für einen Fachmann verschiedene Änderungen
und Modifikationen ersichtlich werden.
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Beispielsweise
kann der Winkel zwischen der Lichtachse der Beleuchtungslichtquellen 1, 2 und der
Aufnahmerichtung der Kamera 3 kleiner als 15° sein. So
kann der Vorteil der zweiten Ausführungsform der gegenwärtigen Offenbarung
im Wesentlichen erzielt werden.
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Ferner
kann der vertikale Winkel zwischen den zwei Beleuchtungslichtquellen 1, 2 kleiner
als 15° sein.
So kann der Vorteil der zweiten Ausführungsform der gegenwärtigen Offenbarung
im Wesentlichen erzielt werden.
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Darüber hinaus
können
die Positionen der Beleuchtungslichtquellen 1, 2 von
denen, die in der ersten und in der zweiten Ausführungsform beschrieben wurden,
verändert
werden.
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Beispielsweise
kann die rechte Nahinfrarot-Beleuchtungslichtquelle 1 in
dem Fahrzeug an einer rechten vorderen Säule oder an einem rechten Ende
der Armaturenbrettstruktur angeordnet sein.
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Darüber hinaus
kann die linke Nahinfrarot-Beleuchtungslichtquelle 2 in
der Nähe
eines Rückspiegels
oder an einem oberen Ende eines mittigen Abschnitts des Armaturenbretts
angeordnet sein.
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Ferner
kann die Anzahl der Beleuchtungslichtquellen zum Beleuchten des
Gesichts des Fahrers mehr als drei sein. In diesem Fall können wenigstens
zwei der drei Lichtquellen als erste/zweite Lichtquelle verwendet
werden, um den Vorteil der gegenwärtigen Erfindung zu erzielen.
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Darüber hinaus
können
die Lichtachsen 11, 21 zur Aufnahmerichtung 31 der
Kamera 3 parallel sein, solange das Gesicht des Fahrers
durch das Licht der Lichtquellen 1, 2 ausreichend
beleuchtet wird und sich die Richtung des Fahrergesichts zu den Lichtquellen 1, 2 von
der Richtung des Fahrergesichts zur Kamera 3 ausreichend
unterscheidet.
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Obwohl
die Fahrzeuge (welche große
Nutzfahrzeuge einschließen),
bei welchen das Lenkrad auf der rechten Seite in dem Fahrzeugkörper angeordnet
ist, in den obigen Ausführungsformen
beschrieben worden sind, kann von der gegenwärtigen Offenbarung das Fahrzeug,
bei welchem das Lenkrad auf der linken Seite in dem Fahrzeugkörper angeordnet
ist, abgedeckt sein, wobei die Positionen der ersten und zweiten
Lichtquellen getauscht werden. Das heißt das symmetrische Positionstauschen
der zwei Lichtquellen 1, 2 kann dieselben Vorteile
erzeugen, wie sie in der ersten und zweiten Ausführungsform beschrieben wurden.
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Erfindungsgemäß wird die
Erfassung eines Augenzustands eines Fahrers durch eine Vorrichtung 50 zum
Erfassen eines Augenzustands durchgeführt, welche eine rechte/linke
Nahinfrarot-Lichtquelle 1, 2, eine Kamera 3 und
eine darin angebrachte ECU 4 aufweist. Die rechte Nahinfrarot-Lichtquelle 1 ist
in einer Fahrerbetrachtungsrichtung hinsichtlich der Kamera 3 auf
einer rechten Seite angeordnet, und eine Lichtachse 11 der
rechten Nahinfrarot-Lichtquelle 1 ist in Bezug auf eine
Abbildungsrichtung 31 der Kamera 3 um 15 bis 45
Grad nach rechts geneigt. Ferner ist die linke Nahinfrarot-Lichtquelle 2 in
einer Fahrerbetrachtungsrichtung hinsichtlich der Kamera 3 auf
einer linken Seite positioniert, und eine Lichtachse 21 der
linken Nahinfrarot-Lichtquelle 2 ist in
Bezug auf eine Abbildungsrichtung 31 der Kamera 3 um
15 bis 45 Grad nach links geneigt. So können Erfassungsfehler des Augenzustands
eines Fahrers verringert werden.