JP5545450B2 - 顔向き検出装置 - Google Patents
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Description
前記縞模様の光が照射されたユーザの顔の画像であるユーザ顔画像を取得する画像取得手段と、
その画像取得手段が取得した前記ユーザ顔画像から、前記縞模様の最小単位を構成する矩形に対応する矩形対応部分をそれぞれ特定する矩形特定手段と、
その矩形特定手段が特定した前記矩形対応部分ごとに、前記矩形対応部分の形状に基づいて前記矩形の法線方向を算出する法線方向算出手段と、
その法線方向算出手段が算出した各矩形の法線方向に基づいて前記ユーザの顔向きを決定する顔向き決定手段と、を備え、
前記照射手段は、
光を照射する光源と、
その光源からの光が入射され、その光を一方向の縞模様の光となるように回折させて前記ユーザの顔に照射させる回折素子と、
前記ユーザの顔に照射された光の縞模様が縦縞模様と横縞模様の間で変化するように前記回折素子を回転させる回折素子回転手段と、を含み、
前記画像取得手段は、前記縦縞模様の光が照射された前記ユーザの顔の画像及び前記横縞模様の光が照射された前記ユーザの顔の画像を、前記ユーザ顔画像として取得することを特徴とする。
前記顔向き決定手段は、前記矩形の法線方向のそれぞれと前記顔モデルの各部分の法線方向のそれぞれとの誤差を算出する誤差算出手段と、
その誤差算出手段が算出した前記誤差が最小となるように、前記顔モデルの顔向きを変化させる顔モデル変化手段と、を含み、
前記顔向き決定手段は、前記顔モデル変化手段が変化させた前記顔モデルの顔向きを前記ユーザの顔向きとして決定することを特徴とする。
縦縞模様の光を前記ユーザの顔に照射する縦縞用照射手段と、
前記縦縞模様に交差する横縞模様の光を前記ユーザの顔に照射する横縞用照射手段と、を含むものとすることができる。
前記縞模様の光が照射されたユーザの顔の画像であるユーザ顔画像を取得する画像取得手段と、
その画像取得手段が取得した前記ユーザ顔画像から、前記縞模様の最小単位を構成する矩形に対応する矩形対応部分をそれぞれ特定する矩形特定手段と、
その矩形特定手段が特定した前記矩形対応部分ごとに、前記矩形対応部分の形状に基づいて前記矩形の法線方向を算出する法線方向算出手段と、
その法線方向算出手段が算出した各矩形の法線方向に基づいて前記ユーザの顔向きを決定する顔向き決定手段と、
前記顔向き決定手段が前回に決定した前記ユーザの顔向きと同じ角度だけ前記照射手段による前記縞模様の光を回転させる縞模様光回転手段と、を備えることを特徴とする。
次に、本発明に係る顔向き検出装置の第一実施形態について図面を参照しながら説明する。本実施形態では、車両の運転者の顔向きを検出するドライバモニタシステムに本発明を適用した例について説明する。ここで、図1は、本実施形態の顔向き検出装置1の概略構成を示したブロック図である。その顔向き検出装置1は車両(図示外)に搭載される。図1に示すように、顔向き検出装置1は、照明部20、カメラ30、三次元モデルDB40及びこれらと接続された制御部10を備えている。
Δn=Σ(n1−n2)2 ・・・(式1)
P(i+1)=P(i)+ΔP ・・・(式2)
次に、本発明に係る顔向き検出装置の第二実施形態について第一実施形態と異なる部分を中心にして説明する。ここで、図8は、第二実施形態に係る顔向き検出装置2の概略構成を示したブロック図である。なお、図8において、第一実施形態と変更がない部分に同一符号を付している。図8に示すように、顔向き検出装置2は、第一実施形態の顔向き検出装置1(図1参照)と比べて、制御部11、照明部25及びモータ80が異なっていて、その他は同じとされる。図9は、照明部25の外観斜視図を示している。なお、図9(a)及び図9(b)はどちらも同一の照明部25を示しているが、図9(a)と図9(b)とでは回折素子253に形成された格子パターン253aの向きが異なっている。具体的には、図9(a)は格子パターン253aが縦になっている状態を示しており、図9(b)は格子パターン253aが横になっている状態を示している。
上記第二実施形態では、LED252及び回折素子253は同一の筐体251に収容され、その筐体251が回転されることで、回折素子253のみならずLED252も回転されていたが、図11に示す照明部26を採用してもよい。この図11は、変形例1に係る照明部26の外観斜視図であり、図11(a)は格子パターン253aが縦になっている状態を示しており、図11(b)は格子パターン253aが横になっている状態を示している。なお、図11では、図9の照明部25の変更がない部分には同一符号を付している。図11に示す照明部26では、LED252が収容される筐体261と回折素子253が収容される筐体262とが分離されている。図8に示すモータ80は、回折素子253が収容される筐体262に接続されている。その筐体262は、モータ80によって、図11の矢印Qの方向に回転されて、図11(a)の状態と図11(b)の状態のいずれか一方に切り替わるようになっている。これによっても第二実施形態と同じ作用効果を得ることができる。なお、照明部26が本発明の「照射手段」に相当する。
上記第二実施形態では、照明部からの光の縦縞及び横縞の方向は、運転者の顔向きにかかわらず固定としていたが、光の縦縞及び横縞の方向を運転者の顔向きに追従させてもよい。ここで、図12は、この変形例2に係る図8の制御部11が実行する顔向き検出処理を示したフローチャートである。なお、図12では、図10の処理と変更がない処理には同一符号を付している。図12の顔向き検出処理は、図10のそれと比べて、S18の処理の後にS26の処理が追加されている点が異なっており、その他は同じとされる。つまり、S18で運転者の顔向きを検出した後、S26の処理を実行する。そのS26では、モータ80(図8参照)を駆動させて、S18で検出した顔向きのうちのロール角θ3と同じ角度だけ照明部25(図8、図9参照)を回転させる(S26)。その後、S21の処理に戻る。なお、モータ80及びS26を実行する制御部11が本発明の「縞模様光回転手段」に相当する。
10、11 制御部
20、25、26 照明部(照射手段)
21 縦縞用照明部(縦縞用照射手段)
22 横縞用照明部(横縞用照射手段)
211、221、251、261、262 筐体
212、222、252 LED(光源)
213、223、253 回折素子
213a、223a、253a 格子パターン
30 カメラ
40 三次元モデルDB(顔モデル記憶手段)
50 縞模様の光
51a、510a 縦縞
52a、520a 横縞
53、530 交点
54、540 矩形
60 顔画像(ユーザ顔画像)
61 縦縞画像
62 横縞画像
63 交点
64 矩形対応部分
70 顔モデル
80 モータ
Claims (8)
- 交差する縦縞及び横縞から構成された縞模様の光をユーザの顔に照射する照射手段と、
前記縞模様の光が照射されたユーザの顔の画像であるユーザ顔画像を取得する画像取得手段と、
その画像取得手段が取得した前記ユーザ顔画像から、前記縞模様の最小単位を構成する矩形に対応する矩形対応部分をそれぞれ特定する矩形特定手段と、
その矩形特定手段が特定した前記矩形対応部分ごとに、前記矩形対応部分の形状に基づいて前記矩形の法線方向を算出する法線方向算出手段と、
その法線方向算出手段が算出した各矩形の法線方向に基づいて前記ユーザの顔向きを決定する顔向き決定手段と、を備え、
前記照射手段は、
光を照射する光源と、
その光源からの光が入射され、その光を一方向の縞模様の光となるように回折させて前記ユーザの顔に照射させる回折素子と、
前記ユーザの顔に照射された光の縞模様が縦縞模様と横縞模様の間で変化するように前記回折素子を回転させる回折素子回転手段と、を含み、
前記画像取得手段は、前記縦縞模様の光が照射された前記ユーザの顔の画像及び前記横縞模様の光が照射された前記ユーザの顔の画像を、前記ユーザ顔画像として取得することを特徴とする顔向き検出装置。 - 交差する縦縞及び横縞から構成された縞模様の光をユーザの顔に照射する照射手段と、
前記縞模様の光が照射されたユーザの顔の画像であるユーザ顔画像を取得する画像取得手段と、
その画像取得手段が取得した前記ユーザ顔画像から、前記縞模様の最小単位を構成する矩形に対応する矩形対応部分をそれぞれ特定する矩形特定手段と、
その矩形特定手段が特定した前記矩形対応部分ごとに、前記矩形対応部分の形状に基づいて前記矩形の法線方向を算出する法線方向算出手段と、
その法線方向算出手段が算出した各矩形の法線方向に基づいて前記ユーザの顔向きを決定する顔向き決定手段と、
前記顔向き決定手段が前回に決定した前記ユーザの顔向きと同じ角度だけ前記照射手段による前記縞模様の光を回転させる縞模様光回転手段と、を備えることを特徴とする顔向き検出装置。 - 人の顔の三次元モデルである顔モデルが記憶された顔モデル記憶手段を備え、
前記顔向き決定手段は、前記矩形の法線方向のそれぞれと前記顔モデルの各部分の法線方向のそれぞれとの誤差を算出する誤差算出手段と、
その誤差算出手段が算出した前記誤差が最小となるように、前記顔モデルの顔向きを変化させる顔モデル変化手段と、を含み、
前記顔向き決定手段は、前記顔モデル変化手段が変化させた前記顔モデルの顔向きを前記ユーザの顔向きとして決定することを特徴とする請求項1又は2に記載の顔向き検出装置。 - 前記顔モデル変化手段は、前記顔モデルの顔向きとして、前記顔モデルの上下方向の軸回りの角度であるヨー角、前記顔モデルの左右方向の軸回りの角度であるピッチ角及び前記顔モデルの前後方向の軸回りの角度であるロール角を変化させることを特徴とする請求項3に記載の顔向き検出装置。
- 前記顔モデル変化手段は、前記顔モデルの顔向きに加え、前記ユーザ顔画像で示される前記ユーザの顔の大きさに近づける方向に、前記顔モデルの大きさを変化させることを特徴とする請求項3又は4に記載の顔向き検出装置。
- 前記顔モデル変化手段は、前記顔モデルの顔向きに加え、前記ユーザ顔画像で示される前記ユーザの顔の重心位置に近づける方向に、前記顔モデルの重心位置を変化させることを特徴とする請求項3〜5のいずれか1項に記載の顔向き検出装置。
- 前記照射手段は、
縦縞模様の光を前記ユーザの顔に照射する縦縞用照射手段と、
前記縦縞模様に交差する横縞模様の光を前記ユーザの顔に照射する横縞用照射手段と、を含むことを特徴とする請求項2に記載の顔向き検出装置。 - 前記照射手段は、
光を照射する光源と、
その光源からの光が入射され、その光を一方向の縞模様の光となるように回折させて前記ユーザの顔に照射させる回折素子と、
前記ユーザの顔に照射された光の縞模様が縦縞模様と横縞模様の間で変化するように前記回折素子を回転させる回折素子回転手段と、を含み、
前記画像取得手段は、前記縦縞模様の光が照射された前記ユーザの顔の画像及び前記横縞模様の光が照射された前記ユーザの顔の画像を、前記ユーザ顔画像として取得することを特徴とする請求項2に記載の顔向き検出装置。
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