KR101293313B1 - 손의 판정 방법, 손의 판정 장치 및 자동차에서의 차재 기기의 조작 장치 - Google Patents

손의 판정 방법, 손의 판정 장치 및 자동차에서의 차재 기기의 조작 장치 Download PDF

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Abstract

(과제) 조작자의 손 및 스티어링 핸들을 백색ㆍ흑색으로 적확하게 2값화하여 손의 판정 정밀도를 높인다.
(해결수단) 제1 공정에서, 마크(M1)가 손(H)으로 가려졌을 때의 스티어링 핸들(S)의 정해진 영역(RC, RL, RR)의 명도 히스토그램을 작성하고, 제2 공정에서, 명도 히스토그램의 2개의 산부의 사이에 백색ㆍ흑색을 판정하는 명도의 임계값을 설정하고, 제3 공정에서, 임계값보다 명도가 높은 영역을 백색의 영역이라고 판정한다. 따라서 스티어링 핸들(S)의 명도에 비해 손(H)의 명도가 상대적으로 높으면, 스티어링 핸들(S)을 흑색으로, 그리고 손(H)을 백색으로 확실하게 2값화할 수 있는 적절한 임계값을 설정할 수 있고, 백색의 영역을 손(H)이라고 판정함으로써 판정 정밀도를 대폭 높이는 것이 가능해진다.

Description

손의 판정 방법, 손의 판정 장치 및 자동차에서의 차재 기기의 조작 장치{HAND DETERMINATION METHOD, HAND DETERMINATION SYSTEM AND OPERATION APPARATUS FOR ON-BOARD DEVICES IN AUTOMOBILE}
본 발명은, 복수개의 마크가 형성된 스티어링 핸들을 촬상 수단으로 촬상한 화상을 명도에 따라 백색ㆍ흑색으로 2값화하고, 백색의 영역을 손이라고 판정하는 손의 판정 방법 및 손의 판정 장치와, 이 손의 판정 장치를 이용한 자동차에서의 차재 기기의 조작 장치에 관한 것이다.
종래, 스티어링 핸들 상의 탑승자의 손의 위치, 움직임을 판독하는 CCD 카메라 등의 촬상 수단과, 그 촬상 수단이 판독한 손의 위치, 움직임에 기초하여 차재 기기에 대한 조작 커맨드를 출력할 수 있도록 한 조작 지령 수단을 포함하는 제스쳐 리모콘식 조작 장치가 알려져 있다.
예를 들어, 하기 특허문헌 1에는, 조작자의 제스쳐, 즉 손의 위치나 손의 움직임에 기초하여 차재 기기에 대한 조작 커맨드를 출력하는 것이 기재되어 있다.
또 하기 특허문헌 2에는, 스티어링에 형성한 관통 구멍이 운전자의 손으로 가려짐에 따라서 제스쳐 리모콘의 작동을 개시함으로써, 제스쳐 리모콘의 작동이 잘못 시작되지 않도록 한 것이 기재되어 있다.
특허문헌 1 : 일본 특허 제3941786호 공보 특허문헌 2 : 일본 특허 공개 제2006-312347호 공보
그런데, 종래의 이 종류의 제스쳐 리모콘식 조작 장치에서는, 촬상 수단으로 촬상한 화상에 기초하여, 비교적 명도가 낮은(어두운) 스티어링 핸들과 비교적 명도가 높은(밝은) 조작자의 손을, 미리 설정한 고정 임계값에 기초하여 흑색(스티어링 핸들)과 백색(손)으로 2값화하고, 이에 따라 얻어진 백색ㆍ흑색의 2값화 화상으로부터, 정해진 면적 이상의 백색의 영역을 손이라고 판정하는 것이 행해졌다.
그러나, 손이 빛의 그림자 부분에 들어가거나, 조작자가 어두운 색의 장갑을 장착하고 있는 경우, 종래의 고정 임계값을 이용한 2값화 화상에서는, 조작자의 손과 스티어링 핸들이 함께 흑색으로 2값화되어 버려, 손을 확실하게 판정할 수 없는 경우가 있었다. 또 반대로, 스티어링 핸들에 직사광선이 비쳐 하얗게 빛나는 경우, 종래의 고정 임계값을 이용한 2값화 화상에서는, 조작자의 손과 스티어링 핸들이 함께 백색으로 2값화되어 버려, 손을 확실하게 판정할 수 없는 경우가 있었다.
본 발명은 전술한 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 조작자의 손 및 스티어링 핸들을 백색ㆍ흑색으로 적확하게 2값화하여 손의 판정 정밀도를 높이는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해, 청구항 1에 기재된 발명에 의하면, 마크가 형성된 스티어링 핸들을 촬상 수단으로 촬상한 화상을 명도에 따라 백색ㆍ흑색으로 2값화하고, 백색의 영역을 손이라고 판정하는 손의 판정 방법에 있어서, 상기 마크가 손으로 가려졌을 때의 상기 스티어링 핸들의 정해진 영역의 명도 히스토그램을 작성하는 제1 공정과, 상기 명도 히스토그램의 2개의 산부(山部)의 사이에 백색ㆍ흑색을 판정하는 명도의 임계값을 설정하는 제2 공정과, 상기 임계값보다 명도가 높은 영역을 백색의 영역이라고 판정하는 제3 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 손의 판정 방법이 제안된다.
또 청구항 2에 기재된 발명에 의하면, 청구항 1의 구성에 덧붙여, 상기 스티어링 핸들의 정해진 영역은, 상기 마크를 손으로 가릴 때, 통상 손으로 가려지는 영역과 가려지지 않는 영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 손의 판정 방법이 제안된다.
또 청구항 3에 기재된 발명에 의하면, 마크가 형성된 스티어링 핸들을 촬상 수단으로 촬상한 화상을 명도에 따라 백색ㆍ흑색으로 2값화하고, 백색의 영역을 손이라고 판정하는 손의 판정 장치에 있어서, 상기 마크가 손으로 가려졌을 때의 상기 스티어링 핸들의 정해진 영역의 명도 히스토그램을 작성하는 명도 히스토그램 작성 수단과, 상기 명도 히스토그램의 2개의 산부를 판정하는 산부 판정 수단과, 상기 2개의 산부의 사이에 백색ㆍ흑색을 판정하는 명도의 임계값을 설정하는 임계값 설정 수단과, 상기 화상을 상기 임계값에 기초하여 백색ㆍ흑색의 2값화 화상으로 변환하는 2값화 화상 변환 수단과, 상기 2값화 화상에서의 백색의 영역을 손이라고 판정하는 손판정 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 손의 판정 장치가 제안된다.
또 청구항 4에 기재된 발명에 의하면, 청구항 3의 구성에 덧붙여, 상기 스티어링 핸들의 정해진 영역은, 상기 마크를 손으로 가릴 때, 통상 손으로 가려지는 영역과 가려지지 않는 영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 손의 판정 장치가 제안된다.
또 청구항 5에 기재된 발명에 의하면, 청구항 3 또는 청구항 4에 기재된 손의 판정 장치를 이용한 자동차에서의 차재 기기의 조작 장치로서, 상기 촬상 수단으로부터 출력되는 촬상 데이터에 기초하여, 상기 마크를 포함하는 복수개의 마크 중의 어느 것이 손으로 가려졌는지의 여부를 상기 마크마다 개별적으로 판정 가능한 판정 수단과, 상기 판정 수단에 의한 판정 결과에 기초하여 차재 기기에 대한 조작 커맨드를 출력하는 조작 지령 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차에서의 차재 기기의 조작 장치가 제안된다.
실시형태의 오디오(AU), 비디오(DVD) 및 카내비게이션(CN)은 본 발명의 차재 기기에 대응하고, 실시형태의 카메라(CA)는 본 발명의 촬상 수단에 대응한다.
청구항 1의 구성에 의하면, 제1 공정에서, 마크가 손으로 가려졌을 때의 스티어링 핸들의 정해진 영역의 명도 히스토그램을 작성하고, 제2 공정에서, 명도 히스토그램의 2개의 산부의 사이에 백색ㆍ흑색을 판정하는 명도의 임계값을 설정하고, 제3 공정에서, 임계값보다 명도가 높은 영역을 백색의 영역이라고 판정한다. 따라서 스티어링 핸들의 명도에 비해 손의 명도가 상대적으로 밝으면, 스티어링 핸들을 흑색으로, 그리고 손을 백색으로 확실하게 2값화할 수 있는 적절한 임계값을 설정할 수 있고, 백색의 영역을 손이라고 판정함으로써 판정 정밀도를 대폭 높이는 것이 가능해진다.
또 청구항 2의 구성에 의하면, 스티어링 핸들의 정해진 영역은, 마크를 손으로 가릴 때, 통상 손으로 가려지는 영역과 가려지지 않는 영역을 포함하기 때문에, 명도 히스토그램에 2개의 산부를 확실하게 형성하는 것이 가능해져, 그 명도 히스토그램으로부터 적확한 임계값을 설정하여 손의 판정 정밀도를 더욱 높일 수 있다.
또 청구항 3의 구성에 의하면, 명도 히스토그램 작성 수단이, 마크가 손으로 가려졌을 때의 스티어링 핸들의 정해진 영역의 명도 히스토그램을 작성하고, 산부 판정 수단이, 명도 히스토그램의 2개의 산부를 판정하고, 임계값 설정 수단이, 2개의 산부의 사이에 백색ㆍ흑색을 판정하는 명도의 임계값을 설정하고, 2값화 화상 변환 수단이, 화상을 임계값에 기초하여 백색ㆍ흑색의 2값화 화상으로 변환하고, 손판정 수단이, 2값화 화상에서의 백색의 영역을 손이라고 판정한다. 따라서 스티어링 핸들의 명도에 비해 손의 명도가 상대적으로 밝으면, 스티어링 핸들을 흑색으로, 그리고 손을 백색으로 확실하게 2값화할 수 있는 적절한 임계값을 설정할 수 있고, 백색의 영역을 손이라고 판정함으로써 판정 정밀도를 대폭 높이는 것이 가능해진다.
또 청구항 4의 구성에 의하면, 스티어링 핸들의 정해진 영역은, 마크를 손으로 가릴 때, 통상 손으로 가려지는 영역과 가려지지 않는 영역을 포함하기 때문에, 명도 히스토그램에 2개의 산부를 확실하게 형성하는 것이 가능해져, 그 명도 히스토그램으로부터 적확한 임계값을 설정하여 손의 판정 정밀도를 더욱 높일 수 있다.
또 청구항 5의 구성에 의하면, 판정 수단은, 촬상 수단으로부터 출력되는 촬상 데이터에 기초하여, 마크를 포함하는 복수개의 마크 중의 어느 것이 손으로 가려졌는지의 여부를 상기 마크마다 개별적으로 판정하고, 조작 지령 수단은, 그 판정 결과에 기초하여 차재 기기에 대한 조작 커맨드를 출력하기 때문에, 각각의 마크가 조작자의 손에 의해 촬상 수단으로부터 가려졌는지의 여부에 기초하여 차재 기기에 대한 조작 커맨드를 정확하게 출력할 수 있을 뿐만 아니라, 조작자의 조작 순서도 알기 쉽게 되어 조작자의 인식 차이에 의한 오조작도 효과적으로 방지할 수 있다. 또한 조작 지령 수단에서의 판단 논리는 비교적 단순하여 비용 절감에 기여할 수 있을 뿐만 아니라, 연산 처리도 신속하게 행할 수 있다.
도 1은 자동차의 차실내를 나타낸 개략도.
도 2는 인스트루먼트 패널 부근을 운전자측에서 본 정면도.
도 3은 도 2의 3-3선 확대 단면도.
도 4는 제어계의 블록도.
도 5는 조작 지령 수단의 대기 모드로부터 제1 작동 모드로의 전환 조작 과정을 간략하게 나타내는 설명도.
도 6은 조작 지령 수단의 제1 작동 모드로부터 제2 작동 모드로의 전환 조작 과정을 간략하게 나타내는 설명도.
도 7은 차재 기기에 대한 주행중 조작의 규제를 해제하여, 주행중이라 하더라도 운전자 이외의 동승자에 의한 차재 기기의 수동 조작을 가능하게 하기 위한 조작 과정을 간략하게 나타내는 설명도.
도 8은 손을 판정하는 논리를 나타내는 블록도.
도 9는 명도 히스토그램의 일례를 나타내는 도면.
도 10은 볼륨 조정 조작을 행하기 위한 조작 순서를 나타내는 단계 개요도.
도 11은 소스 선택 조작을 행하기 위한 조작 순서를 나타내는 단계 개요도.
도 12는 앨범명ㆍ곡명의 선택 조작을 행하기 위한 조작 순서를 나타내는 단계 개요도.
도 13은 음성 검색 모드로의 이행 조작을 행하기 위한 조작 순서를 나타내는 단계 개요도.
이하, 도 1∼도 13에 기초하여 본 발명의 실시형태를 설명한다.
우선, 도 1∼도 3에서, 차실의 인스트루먼트 패널(I)에는, 속도계 등의 각종 계기 외에, 오디오(AU), 비디오(DVD), 카내비게이션(CN) 등의 차재 기기를 위한 표시부(L)나, 이들 차재 기기(AU, DVD, CN)를 수동 조작하기 위한 조작부(1) 등이 설치되고, 또한 그 각종 계기의 정면측에는, 운전자에 의해 조향 조작되는 스티어링 핸들(S)이 설치된다.
스티어링 핸들(S)은, 조향축(도시하지 않음)에 연결된 중앙 허브부(Sa)와, 그 중앙 허브부(Sa)를 링형상으로 둘러싸는 림부(Sm)와, 그 림부(Sm) 및 중앙 허브부(Sa) 사이를 연결하는 3개의 스포크부(Sb1∼Sb3)를 포함한다. 중앙 허브부(Sa)의 외면에는 혼커버(2)가 착탈 가능하게 피착되고, 그 혼커버(2)의 중앙 외면에는, 디자인 처리된 H자형의 제1 마크(M1)가 장착된다.
또 상기 스포크부(Sb1∼Sb3)에는, 이들 외면을 보기 좋게 덮는 스포크 커버(3)가 착탈 가능하게 장착된다. 이 스포크 커버(3)는, 도시예에서는 가요성이 있는 시트형 금속판을 스포크부(Sb1∼Sb3)에 대응한 전개 형상으로 형성하여 구성되어 있고, 그 이면에는 부착용 접착제 또는 접착 시트가 설치된다. 이 스포크 커버(3)를 스포크부(Sb1∼Sb3)에 부착할 때에는, 상기 커버(3)를 스포크부(Sb1∼Sb3)의 외면에 따르게 하여 감아서 부착하고, 상기 커버(3)의 자유단 가장자리(3e)를 도 3에 나타낸 바와 같이 내측으로 구부러지도록 하여, 스포크부(Sb1∼Sb3)에 고정한다.
상기 스포크 커버(3)의, 좌측의 스포크부(Sb1)에 대응하는 부분에는, 제2∼제4 마크(M2∼M4)(도시예에서는 M2가 볼륨 마크, M3이 소스 마크, M4가 셀렉트 마크에 해당)가 각각 접착 또는 인쇄에 의해 일렬로 형성되어 있고, 또 스포크 커버(3)의, 우측의 스포크부(Sb3)에 대응하는 부분에는, 제5∼제7 마크(M5∼M7)(도시예에서는 M5가 보이스 마크, M6이 업 마크, M7이 다운 마크에 해당)가 각각 접착 또는 인쇄에 의해, 제5 마크(M5)를 내측으로 한 지그재그의 배열로 형성되어 있다.
차실내의 적소, 도시예에서는 운전자의 약간 경사진 후방의 천정부에는, 각 마크(M1∼M7)를 촬상할 수 있는 촬상 수단으로서의 모노크롬 카메라(CA)가 설치된다. 이 카메라(CA)는, 운전자가 어느 마크(M1∼M7)를 가렸을 때에는, 그 가려진 것이 명확하게 인식 가능해지는 촬상 데이터를 전자 제어 장치(ECU)(도 4 참조)에 출력한다.
카메라(CA)의 촬상 데이터로부터 제1∼제7 마크(M1∼M7) 및 운전자의 손(H)을 용이하게 인식할 수 있도록, 스티어링 핸들(S)의 색은 흑색에 가까운 암색계인 것이 바람직하고, 제1∼제7 마크(M1∼M7)는 흑색의 가장자리를 백색으로 둘러싼 것이 바람직하다.
도 4에 나타낸 바와 같이, 전자 제어 장치(ECU)는, 차실내의 적소, 예를 들어 인스트루먼트 패널(I)의 내부에 설치된 것이며, 그것은, 카메라(CA)로부터 출력되는 촬상 데이터를 분석하고, 그 분석 데이터에 기초하여 마크(M1∼M7)가 가려졌는지의 여부를 마크(M1∼M7)마다 개별적으로 판정 가능한 판정 수단(C1)과, 그 판정 수단(C1)에 의한 판정 결과에 기초하여 차재 기기(즉 오디오(AU), 비디오(DVD), 카내비게이션(CN))에 대한 조작 커맨드로서의 조작 지령 신호를 출력하는 조작 지령 수단(C2)과, 이 조작 지령 수단(C2)의 출력 신호를 상기 차재 기기에 대한 구동 신호로 변환하여 차재 기기(AU, DVD, CN)에 출력하는 신호 출력부(C3)와, 카메라(CA)로부터 출력되는 촬상 데이터에 기초하여 탑승자의 손(H)을 인식할 수 있는 인식 수단(C4)을 포함하고 있다.
상기 카메라(CA)는, 판정 수단(C1) 및 인식 수단(C4)의 각 입력측에 접속된다. 또 조작 지령 수단(C2)의 입력측에는, 판정 수단(C1) 및 인식 수단(C4)의 각 출력측, 그리고 외부의 상기 조작부(1), 타각 센서(SE1) 및 차속 센서(SE2)가 각각 접속된다. 또한 신호 출력부(C3)의 입력측에는 조작 지령 수단(C2)의 출력측이 접속되고, 그 신호 출력부(C3)의 출력측에는 상기 차재 기기(AU, DVD, CN)가 접속되어 있다.
조작 지령 수단(C2)은, 상기 외부의 조작부(1)에 의한 차재 기기(AU, DVD, CN)의 조작 입력을 가능하게 하는 대기 모드와, 그 조작 입력을 금지하는 제1, 제2 작동 모드 중의 어느 하나를 선택적으로 취할 수 있고, 상기 대기 모드에서는, 제1 마크(M1) 및 제5 마크(M5) 이외의 마크(즉 제2∼제4 마크(M2∼M4), 제6 마크(M6) 및 제7 마크(M7))가 가려지더라도 조작 지령 수단(C2)은 응답하지 않고, 즉 조작 커맨드가 발생하지는 않는다.
또 조작 지령 수단(C2)은, 상기 조작 지령 수단(C2)이 제1 또는 제2 작동 모드에 있을 때, 차량에서, 미리 설정한 상태(도시예에서는 정해진 각 이상의 타각 조작이 있는 상태, 또는 정해진 시간내의 급격한 차속 변화가 있는 상태, 또는 제1, 제2 중의 어느 하나의 작동 모드로 전환되고 나서 일정 시간 이상, 제2∼제7 마크(M2∼M7) 중의 어느 것을 가리는 조작이 없고, 방치된 상태, 또는 제1 또는 제2 작동 모드에 있음에도 불구하고 제1 마크(M1)가 다시 가려지는 조작이 이루어진 상태)가 됨에 따라서 상기 대기 모드로 자동적으로 전환된다.
도 8에 나타낸 바와 같이, 인식 수단(C4)은, 명도 히스토그램 작성 수단(P1)과, 산부 판정 수단(P2)과, 임계값 설정 수단(P3)과, 2값화 화상 변환 수단(P4)과, 손판정 수단(P5)을 포함한다. 명도 히스토그램 작성 수단(P1) 및 2값화 화상 변환 수단(P4)에는 카메라(CA)가 접속되고, 명도 히스토그램 작성 수단(P1)은 산부 판정 수단(P2)에 접속되고, 산부 판정 수단(P2)은 임계값 설정 수단(P3)에 접속되고, 임계값 설정 수단(P3)은 2값화 화상 변환 수단(P4)에 접속되고, 2값화 화상 변환 수단(P4)은 손판정 수단(P5)에 접속된다.
도 2에 나타낸 바와 같이, 스티어링 핸들(S)에는, 중앙의 제1 영역(RC)과, 그 좌우 양측에 위치하는 제2, 제3 영역(RL, RR)이 설정된다. 제1 영역(RC) 및 제2, 제3 영역(RL, RR)은 모두 가상적인 영역이며, 제1 영역(RC)은 제1 마크(M1)를 커버하는 위치에 설정되고, 제2, 제3 영역(RL, RR)은 제1 영역(RC)으로부터 정해진 거리 이격된 위치에 설정된다. 다시 말해서, 제1 영역(RC)은, 운전자가 제1 마크(M1)를 손으로 가리려고 했을 때 덮이는 위치에 설정되고, 제2, 제3 영역(RL, RR)은, 운전자가 제1 마크(M1)를 손으로 가리려고 했을 때 덮이기 어려운 위치에 설정된다.
도 8로 되돌아가, 인식 수단(C4)의 명도 히스토그램 작성 수단(P1)은, 카메라(CA)의 화상으로부터 상기 제1 영역(RC) 및 제2, 제3 영역(RL, RR)에 대응하는 화소를 추출하여, 그것을 명도별로 나열함으로써, 도 9에 나타내는 명도 히스토그램을 작성한다. 운전자가 제1 마크(M1)를 손으로 가리려고 했을 때, 제1 영역(RC)의 대부분은 밝은 색의 손으로 덮이기 때문에, 그 화소의 명도는 높은 경향이 있고, 제2, 제3 영역(RL, RR)의 대부분은 밝은 색의 손으로 덮이지 않아, 어두운 색의 스티어링 핸들(S)의 혼커버(2)가 노출되기 때문에, 그 명도는 낮은 경향이 있다. 그 결과, 명도 히스토그램에는, 제1 영역(RC)의 화소에 대응하는 명도가 높은 영역에 하나의 산부가 생기고, 제2, 제3 영역(RL, RR)의 화소에 대응하는 명도가 낮은 영역에 다른 하나의 산부가 생기게 된다.
산부 판정 수단(P2)은 상기 2개의 산부를 판정하고, 임계값 설정 수단(P3)은 상기 2개의 산부의 사이에 2값화를 위한 명도의 임계값을 설정한다. 이 임계값은 차실의 환경 등에 따라서 변화되는 값이며, 예를 들어 차실이 어두운 경우에는 제1∼제3 영역(RC, RL, RR)의 화소의 명도가 전체적으로 낮아지기 때문에, 임계값은 낮은(어두운) 쪽으로 이동하고, 차실이 밝은 경우에는 제1∼제3 영역(RC, RL, RR)의 화소의 명도가 전체적으로 높아지기 때문에 임계값은 높은(밝은) 쪽으로 이동하게 된다.
2값화 화상 변환 수단(P4)은, 카메라(CA)에서 촬상한 화상의 모든 화소를 상기 임계값에 의해 분류하여, 임계값보다 밝은 화소를 백색으로 하고, 임계값보다 어두운 화소를 흑색으로 2값화함으로써, 카메라(CA)의 화상을 백색 및 흑색의 2색으로 구성된 2값화 화상으로 변환한다. 그리고 손판정 수단(P5)은, 2값화 화상의 백색 영역 중, 정해진 값 이상의 면적으로 모여 있는 부분을 운전자의 손(H)이라고 판정한다.
이와 같이, 명도 히스토그램 작성 수단(P1)에서, 제1 마크(M1)가 손(H)으로 가려졌을 때의 스티어링 핸들(S)의 제1 영역(RC) 및 제2, 제3 영역(RL, RR)의 명도 히스토그램을 작성하고, 산부 판정 수단(P2)에서, 명도 히스토그램의 2개의 산부를 판정하고, 임계값 설정 수단(P3)에서, 2개의 산부의 사이에 백색ㆍ흑색을 판정하는 명도의 임계값을 설정하고, 2값화 화상 변환 수단(P4)에서, 화상을 임계값에 기초하여 백색ㆍ흑색의 2값화 화상으로 변환하고, 손판정 수단(P5)에서, 2값화 화상에서의 정해진 면적 이상의 백색의 영역을 손(H)이라고 판정하기 때문에, 스티어링 핸들(S)의 명도에 비해 손(H)의 명도가 상대적으로 높으면, 스티어링 핸들(S)을 흑색으로, 그리고 손(H)을 백색으로 확실하게 2값화할 수 있는 적절한 임계값을 설정할 수 있어, 판정 정밀도를 대폭 높이는 것이 가능해진다.
그렇게 하여, 판정 수단(C1)은, 조작 지령 수단(C2)이 대기 모드에 있는 상태에서는, 카메라(CA)의 촬상 데이터에 기초하여, 도 5의 (A)에 나타낸 바와 같이 스티어링 본체(Sm)의 윤곽(원)을 인식하여 감시 대상 범위로 하고, 이어서 도 5의 (B)에 나타낸 바와 같이 중앙의 제1 마크(M1)를 인식하고 있기 때문에, 이 인식중에, 도 5의 (C)에 나타낸 바와 같이 제1 마크(M1)가 운전자의 손(H)으로 가려진 경우에는 그것을 신속 확실하게 인식할 수 있고, 그 인식 결과를 조작 지령 수단(C2)에 출력함으로써, 상기 수단(C2)이 제1 작동 모드로 전환된다.
또 판정 수단(C1)은, 조작 지령 수단(C2)이 제1 또는 제2 작동 모드에 있는 상태에서는, 도 6의 (A)에 나타낸 바와 같이 스포크부(Sb1, Sb2)의 제2∼제7 마크(M2∼M7)를 인식하고 있기 때문에, 이 인식중에, 예를 들어 도 6의 (B)에 나타낸 바와 같이 복수개의 제2 마크(즉 제2∼제5 마크(M2∼M5))가 운전자의 손(H)으로 가려진 경우에는 그것을 신속 확실하게 인식할 수 있고, 이 인식 결과에 기초하여 조작 지령 수단(C2)이 제2 작동 모드로 전환된다. 또한 이 제2 작동 모드의 상태에서, 도 6의 (C)에 나타낸 바와 같이 복수개의 제3 마크(즉 제6, 제7 마크(M6, M7))가 운전자의 손(H)으로 가려진 것을 신속 확실하게 인식할 수 있고, 그 인식 결과를 조작 지령 수단(C2)에 출력한다.
또한 인식 수단(C4)은, 조작 지령 수단(C2)이 어떤 모드에 있는 경우라도, 카메라(CA)의 촬상 데이터에 기초하여, 도 7의 (A)에 나타낸 바와 같이 스티어링 본체(Sm)의 윤곽을 인식하여 감시 대상 범위로 하고 있다. 그리고 조작 지령 수단(C2)은, 그것이 차속 센서(SE2)의 검출 신호에 기초하여 자동차가 주행중이라고 판단하고 있을 때, 인식 수단(C4)이 림부(Sm) 상에 손(H)이 2개 있는 것을 인식하지 않는 경우에는 상기 조작부(1)로부터의 적어도 일부의 조작 신호를 무효로 하지만, 인식 수단(C4)이 도 7의 (B)에 나타낸 바와 같이 림부(Sm) 상에 손(H)이 2개 있는 것을 인식한 경우에는 상기 조작 신호를 무효로 하지 않도록 구성된다.
따라서, 주행중에는 종래와 마찬가지로, 안전 운전의 관점에서 차재 기기(AU, DVD, CN)의 조작부(1)의 수동 조작의 적어도 일부를 무효로 할 수 있다. 그러나 주행중이라 하더라도 림부(Sm) 상에 손(H)이 2개 있는 것을 인식 수단(C4)이 인식한 경우에는, 상기 조작부(1)로부터 조작 신호가 출력되더라도, 그것은 운전자 이외의 탑승자에 의해 조작된 것으로 간주할 수 있기 때문에, 조작 지령 수단(C2)은 상기 조작 신호를 무효로 하지 않도록 하여, 운전자 이외의 탑승자에 의한 조작을 유효로 하고 있다. 이에 따라, 자동차가 주행중이라 하더라도, 운전자가 양손(H)으로 스티어링 핸들(S)을 쥐고 있으면, 운전자 이외의 동승자에 의한 차재 기기(AU, DVD, CN)의 조작이 가능해져, 사용성, 편리성이 향상된다.
조작 지령 수단(C2)은, 이것이 대기 모드에 있을 때, 제1 마크(M1)가 가려졌다고 판정 수단(C1)이 판정하는 것에 기초하여 제1 작동 모드로 전환되고, 그 제1 작동 모드에서는, 제2∼제5 마크(M2∼M5) 중의 하나가 가려짐으로써, 차재 기기에서의 조작 대상(도시예에서는 「볼륨」과, 비디오ㆍ오디오를 선택하는 「소스」와, 앨범명ㆍ곡명을 선택하는 「셀렉트」와, 카내비게이션의 음성 검색 모드를 선택하는 「보이스」)을 임의로 선택할 수 있게 된다.
또 조작 지령 수단(C2)은, 이것이 제1 작동 모드에 있을 때, 제2∼제5 마크(M2∼M5) 중의 어느 것이 가려졌다고 판정 수단(C1)이 판정하는 것에 기초하여 제2 작동 모드로 전환되고, 그 제2 작동 모드에서는, 제6, 제7 마크(M6, M7) 중의 하나가 가려짐으로써 상기 조작 대상에 관계한 복수의 조작 파라미터의 하나를 선택할 수 있다. 그 조작 파라미터란, 상기 조작 대상과 관련하여 조작자가 보다 구체적으로 선택 조작해야 할 조작 내용을 의미하고 있고, 도시예에서는 제2 마크(M2)가 가려짐으로써 「볼륨」이 선택된 경우에는, 제6 마크(M6)를 가리는 것이 「음량 높임」에, 또 제7 마크(M7)를 가리는 것이 「음량 낮춤」에 각각 대응한다.
또 제3 마크(M3)가 가려짐으로써 「소스」가 선택된 경우에는, 제6 마크(M6)를 가리는 것이 OFFㆍ비디오ㆍ오디오의 「한방향 순차 이동」에, 또 제7 마크(M7)를 가리는 것이 「타방향 순차 이동」에 각각 대응한다.
또한 제4 마크(M4)가 가려짐으로써 「셀렉트」가 선택된 경우에는, 제6 마크(M6)를 길게(예를 들어 2초) 가리는 것이 앨범명의 「한방향 순차 이동」에, 또 제6 마크(M6)를 짧게 가리는 것이 곡명의 「한방향 순차 이동」에, 또 제7 마크(M7)를 길게(예를 들어 2초) 가리는 것이 앨범명의 「타방향 순차 이동」에, 또한 제7 마크(M7)를 짧게 가리는 것이 곡명의 「타방향 순차 이동」에 각각 대응한다.
다음으로 상기 조작 장치의 조작 순서에 관해, 도 10∼도 13을 참조하여, 보다 구체적으로 설명한다.
[1] 볼륨 조정 조작
조작 지령 수단(C2)이 상기 대기 모드에 있을 때에는, 도 10의 단계 S10에 나타낸 바와 같이 표시부(L)는 통상의 카내비게이션 화면으로 되어 있고, 이 상태로부터 조작자가 제1 마크(M1)를 가리면(단계 S11), 「조작해 주세요」의 방송과 함께 화면 하반부에 다음에 선택 조작해야 할 마크 M2∼M5의 표시가 강조되어 나타난다(단계 S12). 거기서 제2 마크(M2)를 가리면(단계 S13), 「볼륨」의 방송과 함께 화면 하반부에 다음에 선택 조작해야 할 마크 M6, M7의 표시가 강조되어 나타나고(단계 S14), 이어서 정해진 시간(예를 들어 3초) 경과하면, 현시점에서의 볼륨 표시가 나타난다(단계 S15). 거기서 제6 마크(M6) 또는 제7 마크(M7) 중의 어느 하나를 가리면(단계 S16), 가린 마크에 대응하여 음량 조정이 실행되고, 그 조정후의 볼륨 표시가 나타난다(단계 S17).
[2] 소스 선택 조작
도 11에 나타낸 바와 같이, 단계 S20∼S22까지는, 상기 단계 S10∼S12와 동일하고, 그 단계 S22의 상태로부터 제3 마크(M3)를 가리면(단계 S23), 「소스 선택」의 방송과 함께 화면 하반부에 다음에 선택 조작해야 할 마크 M6, M7의 표시가 강조되어 나타나고(단계 S24), 이어서 정해진 시간(예를 들어 3초) 경과하면, 현시점에서의 소스 표시(도면에서는 「OFF」의 선택 표시)가 나타난다(단계 S25). 거기서 제6 마크(M6) 또는 제7 마크(M7) 중의 어느 하나를 가리면(단계 S26), 가린 마크에 대응하여 OFFㆍ비디오ㆍ오디오의 한방향 또는 타방향의 순차 이동이 실행되고, 「소스 선택 ○○○○」의 방송과 함께 그 선택후의 소스 표시가 나타난다(단계 S27).
[3] 앨범명ㆍ곡명의 선택 조작
도 12에 나타낸 바와 같이, 단계 S30∼S32까지는, 상기 단계 S10∼S12와 동일하고, 그 단계 S32의 상태로부터 제4 마크(M4)를 가리면(단계 S33), 「앨범명ㆍ곡명 선택」의 방송과 함께 화면 하반부에 다음에 선택 조작해야 할 마크 M6, M7의 표시가 강조되어 나타나고(단계 S34), 이어서 정해진 시간(예를 들어 3초) 경과하면, 현시점에서의 앨범명ㆍ곡명 소스 표시가 나타난다(단계 S35). 거기서 제6 마크(M6) 또는 제7 마크(M7) 중의 어느 하나를 길게(예를 들어 2초간) 가리면, 앨범명의 한방향 순차 이동 또는 타방향 순차 이동이 실행되고(단계 S36), 또 제6 마크(M6) 또는 제7 마크(M7) 중의 어느 하나를 짧게 가리면, 곡명의 한방향 순차 이동 또는 타방향 순차 이동이 실행되고(단계 S36), 이들의 실행과 함께 새롭게 선택된 앨범명ㆍ곡명의 표시가 나타난다(단계 S37). 그 표시가 나타나고 나서, 정해진 시간(예를 들어 5초) 방치하면, 새롭게 선택된 앨범명ㆍ곡명이 확정된다.
[4] 음성 검색 모드로의 이행 조작
도 13에 나타낸 바와 같이, 단계 S40∼S42까지는, 상기 단계 S10∼S12와 동일하고, 그 단계 S42의 상태로부터 조작자가 제5 마크(M5)를 가리면(단계 S43), 「음성 검색」의 방송과 함께, 카내비게이션(CN)을 종래 공지의 음성 검색 모드로 이행시킬 수 있다.
이상 설명한 본 실시형태에 의하면, 카메라(CA)로부터 출력되는 촬상 데이터에 기초하여 복수의 마크(M1∼M7)가 가려졌는지의 여부를 마크마다 개별적으로 판정 가능한 판정 수단(C1)과, 그 판정 수단(C1)에 의한 판정 결과에 기초하여 차재 기기(AU, DVD, CN)에 대한 조작 커맨드(조작 지령 신호)를 출력하는 조작 지령 수단(C2)을 포함하기 때문에, 각각의 마크(M1∼M7)가 조작자의 손(H)으로 카메라(CA)로부터 가려졌는지의 여부에 기초하여 차재 기기(AU, DVD, CN)에 대한 조작 커맨드를 정확하게 출력할 수 있을 뿐만 아니라, 조작자의 조작 순서도 알기 쉬워, 조작자의 인식 차이에 의한 오조작도 효과적으로 방지할 수 있게 된다.
또한 그 조작 지령 수단(C2)에서의 판단 논리는 비교적 단순하여 비용 절감이 도모될 뿐만 아니라, 연산 처리도 신속하게 행할 수 있다. 또 상기 복수개의 마크(M1∼M7)는 차실내의 피부착 부재(도시예에서는 스티어링 핸들(S)에 착탈 가능한 혼커버(2), 스포크 커버(3))에 형성되어, 이들 커버(2, 3)나 스티어링 핸들(S)에 판독용 관통 구멍을 특별히 형성할 필요는 없기 때문에, 부속 옵션 대응이 비교적 용이할 뿐만 아니라, 각 마크(M1∼M7) 및 카메라(CA)의 설치 위치의 자유도도 비교적 높아지고, 또한 스티어링 핸들(S)을 쥐는 운전자가 가까이에서 마크(M1∼M7)를 가리는 조작을 용이하고 신속하게 행할 수 있다.
게다가, 조작자는, 제1 마크(M1)를 가리는 것만으로 조작 지령 수단(C2)을 대기 모드로부터 제1 작동 모드로 신속하고 확실하게 전환할 수 있고, 또한 그 제1 작동 모드에서는, 복수개의 마크(M2∼M5) 중의 하나를 가리는 것만으로 차재 기기(AU, DVD, CN)에서의 조작 대상을 신속하고 확실하게 선택할 수 있다. 또한 조작자는, 조작 지령 수단(C2)이 상기 제2 작동 모드에 있을 때, 제6, 제7 마크(M6, M7) 중의 하나를 가리는 것만으로, 조작 대상에 관계하여 지정해야 할 복수의 조작 파라미터, 즉 조작 내용의 하나를 신속하고 확실하게 선택할 수 있다.
그런데 조작 지령 수단(C2)은, 해당 수단이 어떤 작동 모드에 있을 때, 차량이 미리 설정한 상태(도시예에서는 정해진 각 이상의 타각 조작이 있는 상태, 또는 정해진 시간내의 급격한 차속 변화가 있는 상태, 또는 제1, 제2 중의 어느 하나의 작동 모드로 전환되고 나서 일정 시간 이상, 제2∼제7 마크(M2∼M7)가 가려지지 않고 방치된 상태, 또는 제1 또는 제2 작동 모드에 있음에도 불구하고 제1 마크(M1)가 다시 가려지는 조작이 이루어진 상태)가 됨에 따라서 대기 모드로 자동적으로 전환된다. 이에 따라, 커브 주행시나 급가속시 등의, 운전에 전념해야 할 특별한 주행 상태 등의 경우나, 일정 시간 이상 방치한 경우, 그리고 운전자가 바로 대기 모드로 복귀하고자 희망하는 경우에, 조작 지령 수단(C2)을 자동적으로 대기 모드로 복귀시킬 수 있기 때문에, 이러한 경우에 조작자의 오조작에 의해 조작 지령 수단(C2)이 커맨드를 출력하는 것을 미연에 확실하게 방지할 수 있다.
이상, 본 발명의 실시형태를 설명했지만, 본 발명은 상기 실시형태에 한정되지 않고, 특허청구범위에 기재된 본 발명을 일탈하지 않고 다양하게 설계 변경을 하는 것이 가능하다.
예를 들어, 실시형태에서는, 제1 영역(RC) 및 제2, 제3 영역(RL, RR)의 3개의 영역을 서로 이격되도록 설정하고 있지만, 이들이 연속하는 하나의 영역이 되도록 설정해도 좋다. 영역의 설정 방법은 임의이지만, 그 일부에 반드시 제1 마크(M1)가 포함되어야 한다.
또 실시형태에서는, 본 발명 조작 장치에 의해 오디오(AU), 비디오(DVD), 카내비게이션(CN) 등을 조작할 수 있도록 한 것을 나타냈지만, 본 발명에서는, 조작 대상을 다른 차재 기기, 예를 들어 에어컨 등의 공조 장치, 텔레비젼 등으로 해도 좋다.
또 실시형태에서는, 조작 지령 수단(C2)은, 마크(M1∼M7)가 가려진 것에 관한 판정 수단(C1)의 판정 결과에 기초하여 차재 기기(AU, DVD, CN)에 대한 조작 커맨드(조작 지령 신호)를 출력하도록 한 것을 나타냈지만, 본 발명에서는, 마크(M1∼M7)가 가려진 것에 관한 판정 수단(C1)의 판정 결과와, 인식 수단(C4)이 손(H)을 인식한 결과를 조합한 판단 논리에 기초하여 차재 기기(AU, DVD, CN)에 대한 조작 커맨드(조작 지령 신호)를 출력하도록 해도 좋다. 이 경우에도, 인식 수단(C4)은, 손(H)을 손(H) 이외의 신체 부위(머리, 팔 등)와 식별할 뿐이기 때문에, 종래 기술과 같이 판단 논리가 복잡해지지 않는다.
또 실시형태에서는 정해진 면적 이상의 백색의 영역을 손이라고 판정하고 있지만, 백색의 영역의 중심 위치로부터 방사형으로 연장되는 돌기가 1개 이상 있는 것을 손의 판정 조건으로 해도 좋다.
AU : 오디오(차재 기기) C1 : 판정 수단
C2 : 조작 지령 수단 CA : 카메라(촬상 수단)
CN : 카내비게이션(차재 기기) DVD : 비디오(차재 기기)
H : 손 M1 : 마크
M1∼M7 : 복수개의 마크 P1 : 명도 히스토그램 작성 수단
P2 : 산부 판정 수단 P3 : 임계값 설정 수단
P4 : 2값화 화상 변환 수단 P5 : 손판정 수단
S : 스티어링 핸들

Claims (5)

  1. 마크(M1)가 형성된 스티어링 핸들(S)을 촬상 수단(CA)으로 촬상한 화상을 명도에 따라 백색ㆍ흑색으로 2값화하고, 백색의 영역을 손(H)이라고 판정하는 손의 판정 방법에 있어서,
    상기 마크(M1)가 손(H)으로 가려졌을 때의 상기 스티어링 핸들(S)의 정해진 영역의 명도 히스토그램을 작성하는 공정과, 상기 명도 히스토그램의 명도가 상이한 2개의 피크부의 사이에 백색ㆍ흑색을 판정하는 명도의 임계값을 설정하는 공정과, 상기 임계값보다 명도가 높은 영역을 백색의 영역이라고 판정하는 공정을 포함하고,
    상기 스티어링 핸들(S)의 정해진 영역은, 상기 마크(M1)를 손(H)으로 가릴 때, 통상 손(H)으로 가려지는 영역과 가려지지 않는 영역을 포함하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 손의 판정 방법.
  2. 삭제
  3. 마크(M1)가 형성된 스티어링 핸들(S)을 촬상 수단(CA)으로 촬상한 화상을 명도에 따라 백색ㆍ흑색으로 2값화하고, 백색의 영역을 손(H)이라고 판정하는 손의 판정 장치에 있어서,
    상기 마크(M1)가 손(H)으로 가려졌을 때의 상기 스티어링 핸들(S)의 정해진 영역의 명도 히스토그램을 작성하는 명도 히스토그램 작성 수단(P1)과,
    상기 명도 히스토그램의 명도가 상이한 2개의 피크부를 판정하는 피크부 판정 수단(P2)과,
    상기 2개의 피크부의 사이에 백색ㆍ흑색을 판정하는 명도의 임계값을 설정하는 임계값 설정 수단(P3)과,
    상기 화상을 상기 임계값에 기초하여 백색ㆍ흑색의 2값화 화상으로 변환하는 2값화 화상 변환 수단(P4)과,
    상기 2값화 화상에서의 백색의 영역을 손(H)이라고 판정하는 손판정 수단(P5)
    을 포함하고,
    상기 스티어링 핸들(S)의 정해진 영역은, 상기 마크(M1)를 손으로 가릴 때, 통상 손(H)으로 가려지는 영역과 가려지지 않는 영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 손의 판정 장치.
  4. 제3항에 기재된 손의 판정 장치를 이용한 자동차에서의 차재 기기의 조작 장치로서,
    상기 촬상 수단(CA)으로부터 출력되는 촬상 데이터에 기초하여, 상기 마크(M1)를 포함하는 복수개의 마크(M1∼M7) 중의 어느 것이 손(H)으로 가려졌는지의 여부를 상기 마크(M1∼M7)마다 개별적으로 판정 가능한 판정 수단(C1)과, 상기 판정 수단(C1)에 의한 판정 결과에 기초하여 차재 기기(AU, DVD, CN)에 대한 조작 커맨드를 출력하는 조작 지령 수단(C2)을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차에서의 차재 기기의 조작 장치.
  5. 삭제
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