JP3019654B2 - 自動調整装置 - Google Patents

自動調整装置

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JP3019654B2
JP3019654B2 JP5052103A JP5210393A JP3019654B2 JP 3019654 B2 JP3019654 B2 JP 3019654B2 JP 5052103 A JP5052103 A JP 5052103A JP 5210393 A JP5210393 A JP 5210393A JP 3019654 B2 JP3019654 B2 JP 3019654B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は運転者の目の位置に合わ
せて調整することができるドアミラーなどの部位を自動
調整する自動調整装置に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、自動車などの安全運転を確保する
見地から車両の操作性、快適性の向上が求められるよう
になり、運転者にとって良好な車両の操作性、快適性を
実現する要素、たとえば、ドアミラーの角度調整、エア
コン吹き出し口の方向調整、チルトハンドルのハンドル
高さ調整、あるいはヘッドレストの高さ調整などを個々
の運転者の姿勢に合わせて自動的に行なうものが望まれ
るようになってきた。
【0003】このためには運転者の位置を知る必要があ
り、たとえば、図4に示す車両運転者位置認識装置(特
開昭60−168004)などが従来知られている。こ
の装置では車室内に運転者の横方向に設置されたカメラ
401によって運転者402の上体を撮像し、次に、撮
像された画像から運転者402の鼻の位置を検出して鼻
の位置から運転者402の目の位置を推定することによ
りハンドル403など各部位の位置、角度などの調整を
行なっている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、運転者
の鼻の位置と目の位置との関係は個人差があるため、全
ての運転者について正確に目の位置を特定することは困
難であった。また、横方向に設置されたカメラにより運
転者を撮像しているため、運転者の左右方向の動きを検
出することが難しいために検出された目の位置が不正確
になり、対象とする部位を目的の位置、角度に正しく調
整することができないという問題があった。
【0005】本発明はこのような従来の問題点に着目し
てなされたものであり、運転者の姿勢や個人差によらな
い正確な目の位置を検出することによって、所定の精度
でドアミラーなどの部位を自動調整することができる自
動調整装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明の自動調整装置では、所定の部位に内蔵され人間
の眼球部を撮像するカメラと、該カメラと共軸上に配置
され人間の眼球部を照明する光源と、自動調整開始信号
を出力するスイッチと、該スイッチから自動調整開始信
号が出力されると前記カメラにより撮像された画像から
運転者の瞳孔位置座標を検出する瞳孔位置座標検出手段
と、該瞳孔位置座標検出手段により検出された瞳孔の位
置座標とあらかじめ設定された最適瞳孔位置座標との差
を算出し、この差が零になるように前記所定の部位又は
該部位の一部の位置を調整する位置調整手段とを備えた
ことを要旨とする。
【0007】
【作用】本発明はこのような手段を講じたことにより、
運転者が自動調整開始用のスイッチを押すと所定の部位
に内蔵されたカメラが、光源により照明されている運転
者の顔面領域を画像化し、瞳孔位置座標検出手段が検出
した瞳孔位置座標に基づいて位置調整手段が前記所定の
部位又は該部位の一部を所定の位置に自動調整すること
ができる。
【0008】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図1は本発明の自動調整装置を自動車用ドアミラ
ーの角度調節に適用した一実施例のブロック構成図であ
る。同図において、1−1,1−2は運転者の顔面領域
の画像を入力するCCDセンサを有するカメラ、2−
1,2−2はそれぞれカメラ1−1,1−2のレンズ中
心にカメラと共軸系をなすように設置された近赤外LE
Dなどの不可視光を発する光源、3−1,3−2はそれ
ぞれカメラ1−1,1−2および光源2−1,2−2を
内蔵したドアミラー、4−1,4−2は近赤外光を透過
させ可視光を反射するミラー本体である。5はカメラ1
−1,1−2から出力されるアナログ画像情報をディジ
タル情報に変換するA/D変換器、6はアナログ/ディ
ジタル変換されたディジタル情報を保持する画像メモ
リ、7は入力された画像情報から瞳孔領域を検出する瞳
孔位置座標検出部である。8は位置調整部であって、検
出した瞳孔位置座標に基づいてドアミラー3の回転方向
と角度を算出するミラー回転角度算出部81と、ドアミ
ラー3の回転角度を制御するミラー角度制御部82とか
ら構成されている。9−1,9−2はそれぞれミラー本
体4−1,4−2を駆動するアクチュエータ、10は制
御の開始を指示する開始スイッチ、11は自動調整装置
全体を制御する全体制御部、12は光源2−1または2
−2を発光させるための信号を出力する光源発光制御
部、13は運転者が角度調整するドアミラーを右ドアミ
ラー3−1とするか左ドアミラー3−2とするかを選択
するミラー左右選択スイッチ、14はこのスイッチ操作
に基づいて右ドアミラー3−1と左ドアミラー3−2と
を切り替えるミラー左右切り替え部、15はドアミラー
3−1または3−2の自動調整が終了したことを運転者
に知らせる終了確認音出力部、16は車両の運転者であ
る。
【0009】次に、以上のように構成された装置の動作
について説明する。いま、運転者が右側のドアミラーを
調整すべくミラー左右選択スイッチ13によって右側ド
アミラーを選択すると、ミラー左右切り替え部14から
右側選択信号が出力される。次いで、運転者が右側ミラ
ー本体4−1を注視しながら開始スイッチ10を押す
と、全体制御部11から計測開始信号が出力される。光
源発光制御部12はミラー左右切り替え部14を介して
光源発光信号を右ドアミラー3−1内の光源2−1へ送
る。光源2−1が近赤外不可視光線を発光して運転者の
顔面部を照射すると同時に、同じ右ドアミラー3−1内
のカメラ1−1が運転者の顔面領域の画像を撮像してA
/D変換器5へ出力する。A/D変換器5は入力された
アナログ画像情報をディジタル情報に変換し、画像メモ
リ6に記憶すると同時に、全体制御部11からの指示に
より光源2−1の発光を終了させる。画像メモリ6に記
憶される2次元のディジタル画像情報を互いに直交する
2軸の座標x,yを用いて画素I(x,y)(1≦x≦
X,1≦y≦Y)の集合として表わす。ただし、X,Y
は撮像範囲としてあらかじめ設定してある両軸座標の最
大値である。
【0010】次に、瞳孔位置座標検出部7における瞳孔
領域の抽出方法について説明する。図1に示したごとく
カメラ1−1および1−2とそれぞれ共軸系をなす光源
2−1および2−2の照明方法を用いることにより、瞳
孔領域は網膜反射像として明るく観測される。この明る
い部分の大きさ網膜で反射された入射光が瞳孔を通して
外部へ戻った光によるものであるから、瞳孔の大きさを
表わしている。この様に、瞳孔領域は網膜反射像として
明るい円形状の領域になるので、画像情報I(x,y)
の中から円形状の領域を特定することによって目の位置
を正確に測定することができる。以下、図2のフローチ
ャートを参照して瞳孔領域を抽出する手順を説明する。
画像メモリ6に画像情報I(x,y)が入力されると
(ステップ200)、画素I(x,y)(1≦x≦X,
1≦y≦Y)を対象に、任意の値に設定された2つのし
きい値Th1 ,Th2 の間の明るさの画素I(xm ,y
n )(Th1 ≦I(xm ,yn )≦Th2 )を抽出し
(ステップ201)、瞳孔候補領域を表わす画素に対応
する配列をJ(xm ,yn )=1とし(ステップ20
2)、これ以外をJ(xp ,yq )=0とする(ステッ
プ203)。
【0011】次に、抽出された画素I(xm ,yn )に
は瞳孔以外のノイズが混入している可能性があるので、
瞳孔を特定するために配列J(xm ,yn )のラベリン
グ処理を行なう(ステップ204)。ラベリングは一般
に行なわれているように、隣接する要素に同じラベルを
与えることによって連結性がある複数の領域に分割する
処理である。次に、ラベリングされた各領域の面積Si
を求め、予想される瞳孔面積Sに対して設定された2つ
のしきい値S1 ,S2 (S1 ≦S≦S2 )を用いてS1
≦Si ≦S2 を満足する面積を有する領域のみを選択す
る(ステップ205)ことにより、常識的な瞳孔の面積
よりもはるかに小さい領域と大きい領域とを排除する。
【0012】次に、ステップ205の処理によって抽出
された領域に対し、(1)式で定義する各領域の円形度
を算出する(ステップ206)。
【0013】
【数1】 円形度(P)=領域の周囲長2 /領域の面積 (1) 円形度は4πに近いほど領域の形状が真円に近いことを
表わすものであるから、設定されたしきい値Pc (4π
<Pc )よりも小さい円形度P(P<Pc )を有する領
域を特定する(ステップ207)。この条件を満たす複
数の領域がある場合は、Pの値が最も4πに近い領域を
瞳孔領域とする。
【0014】次に、以上のステップ201からステップ
207までの処理によって瞳孔領域が確定されたか否か
を判断する(ステップ208)。もし、以上の条件を満
たす瞳孔領域が発見されなかった場合は、カメラ1−1
で撮像した画像に瞳孔が含まれないような方向にミラー
本体4−1が向いていたと想定されるので、あらかじめ
設定された基準角度に従ってミラー本体4−1の角度を
調整し(ステップ209)、再びステップ200へ戻っ
て以上の処理を行なう。この基準角度は平均的体型の日
本人が標準的な運転姿勢を取った場合に瞳孔がカメラ1
−1の中心に写る角度とすればよい。もし、瞳孔領域が
2つ、つまり左右両眼の瞳孔が観測された場合は(ステ
ップ210)、いずれか一方を選択する(ステップ21
1)。たとえば、右ハンドル車の右ドアミラー側では右
目を、左ドアミラー側では左目を選択するなどの基準を
設けておけばよい。左右両眼のいずれかを選択するには
瞳孔領域の重心(xg ,yg )を算出したうえで選択す
る(ステップ212)。2次元の画像情報は図3に示す
ように、水平右方向にX軸を、同じく垂直下方向にY軸
を取った場合、右目を特定するにはx座標値が小さい方
の領域を選択すればよい。この様にして算出した瞳孔位
置の重心座標値(xg ,yg )を保持し、位置調整部8
へ出力する。
【0015】位置調整部8ではミラー回転角度算出部8
1において、ミラー本体4−1が最適な角度になってい
る場合に画像上に位置するはずのあらかじめ設定された
最適瞳孔位置座標(xo ,yo )と、検出した瞳孔位置
の重心座標値(xg ,yg )とを比較し、それぞれx
軸、y軸方向の偏差xg −xo =xd ,yg −yo =y
d を計算する。次に、この偏差ベクトル(xd ,yd
に相当する水平方向および垂直方向の回転角度ベクトル
(Dx ,Dy )を算出する。これは、あらかじめCCD
上の1画素がミラー本体4の水平方向および垂直方向の
回転角度の何度に相当するかを記憶しておくことによっ
て求めることができる。ミラー角度制御部82では上記
によって算出された回転角度ベクトル(Dx ,Dy )に
基づいて、ミラー左右切り替え部14を介してアクチュ
エータ9−1を駆動することにより、ミラー本体4−1
を所定の角度だけ回転させる。その結果、瞳孔位置の重
心座標値(xg ,yg )が最適瞳孔位置座標(xo ,y
o )と一致するようになるので、ミラー本体4−1を最
適角度に調整することができる。なお、ミラー本体4−
1および4−2の調整範囲は装置の故障などによる誤動
作の際にも運転者が後方の視野を確保することができる
ような範囲に限定することが望ましい。所定の位置にミ
ラー本体4−1または4−2が調整されたときは、終了
確認音出力部15より確認音を出力し、ドアミラーの自
動調整が終了したことを運転者に知らせる。
【0016】以上、右ハンドル車の右ドアミラーを調整
する場合について説明したが、左ドアミラーの場合、ま
たは左ハンドル車についても同様である。
【0017】したがって、以上のような実施例の構成に
よれば、ドアミラーに内蔵させたカメラによって撮像し
た近赤外光の網膜反射像を画像処理して瞳孔を抽出する
ので、運転者の姿勢や体格の個人差によらない正しい目
の位置を検出することができ、ドアミラーの角度を正
確、迅速に自動調整することができる。また、カメラと
光源をドアミラーなどの位置調整部位に内蔵させること
により、車室内に特別の設置スペースを必要としない。
【0018】なお、上記実施例では偏差ベクトル
(xd ,yd )に相当する回転角度ベクトル(Dx ,D
y )から一意的に回転角度を決定して制御したが、連続
的に現在の瞳孔位置の重心座標値(xg ,yg )と目標
とする最適瞳孔位置座標(xo ,yo )との偏差に基づ
いてミラー本体4−1および4−2の角度を制御するフ
ィードバック制御方式を採用することもできる。
【0019】この他の実施例としては、ルームミラーの
角度調整、エアコン吹き出し口の方向調整、チルトハン
ドルのハンドル高さ調整、メータパネルの位置調整など
がある。これらの自動調整に本発明を適用する場合は、
ミラー左右選択スイッチ13、ミラー左右切り替え部1
4に相当する左右の選択部分は必要がない。また、同じ
理由から抽出する瞳孔は左右を問わないので、図2のス
テップ210,211は必要ない。また、チルトハンド
ル、メータパネルの位置調整ではそれらの中央部にカメ
ラと光源を内蔵させ、その前部にはミラーの代わりに近
赤外光を透過するフィルターを配置すればよい。
【0020】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、運
転者の姿勢や体格の個人差によらない正確な目の位置を
検出することにより、高い精度で車両の構成部位を自動
調整することができるので、安全運転の向上に寄与する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例における構成を示すブロック
図である。
【図2】動作手順を示すフローチャートである。
【図3】カメラが撮像した画像情報の説明図である。
【図4】公知例の車両運転者位置認識装置の取り付け図
である。
【符号の説明】
1−1,1−2 カメラ 2−1,2−2 光源 3−1,3−2 ドアミラー 4−1,4−2 ミラー本体 5 A/D変換器 6 画像メモリ 7 瞳孔位置座標検出部 8 位置調整部 9−1,9−2 アクチュエータ 10 開始スイッチ 11 全体制御部 12 光源発光制御部 13 ミラー左右選択スイッチ 14 ミラー左右切り替え部 15 終了確認音出力部 81 ミラー回転角度算出部 82 ミラー角度制御部
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−157939(JP,A) 特開 昭60−168004(JP,A) 特開 昭60−157963(JP,A) 特開 昭60−152966(JP,A) 実開 昭63−69655(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B60R 1/06

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 所定の部位に内蔵され人間の眼球部を撮
    像するカメラと、 該カメラと共軸上に配置され人間の眼球部を照明する光
    源と、 自動調整開始信号を出力するスイッチと、 該スイッチから自動調整開始信号が出力されると前記カ
    メラにより撮像された画像から運転者の瞳孔位置座標を
    検出する瞳孔位置座標検出手段と、 該瞳孔位置座標検出手段により検出された瞳孔の位置座
    標とあらかじめ設定された最適瞳孔位置座標との差を算
    出し、この差が零になるように前記所定の部位又は該部
    位の一部の位置を調整する位置調整手段とを備えたこと
    を特徴とする自動調整装置。
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