JP5109750B2 - Driver state detection device, consciousness state detection method - Google Patents
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Description
本発明は、運転者の意識状態を検出する運転者状態検出装置及び意識状態検出方法に関し、特に、表示情報の変化に追随した運転者の眼の状態に基づき運転者の意識状態を検出する運転者状態検出装置及び意識状態検出方法に関する。 The present invention relates to a driver state detection device and a consciousness state detection method for detecting a driver's consciousness state, and in particular, driving for detecting a driver's consciousness state based on a driver's eye state following a change in display information. The present invention relates to a person state detection device and a consciousness state detection method.
車両の運転中、運転者の注意が散漫となる一因として眠気が挙げられており、運転者に眠気があることを検出する技術が提案されている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1には、運転者の顔画像を撮影し眼の状態から運転者の覚醒度を推定する居眠り警報装置において、顔の位置と焦点距離から撮影手段を調整する居眠り警報装置が記載されている。また、運転者の緊張状態を瞳孔の変化から検出する技術が提案されている(例えば、特許文献2参照。)。特許文献2には、先行車の接近時に、瞳孔径の変化が少ない場合に緊張状態であると判定して、警告や制動のタイミングを早める運転者状態検出装置が記載されている。
しかしながら、特許文献2記載の運転者状態検出装置では、瞳孔径が変化しないことから運転者の緊張状態は検出されるが、運転者が何かを注視しているために瞳孔径が変化しないのか、それとも注意が散漫であるため瞳孔径が変化しないのかは検出できない。このため、単に瞳孔径の変化を検出して警告するだけでは、前方などを注視している運転者に対し不要警報を発生させることがあるという問題がある。 However, in the driver state detection device described in Patent Document 2, since the pupil diameter does not change, the driver's tension state is detected, but does the pupil diameter not change because the driver is gazing at something? Or, it is impossible to detect whether the pupil diameter does not change due to distraction. For this reason, there is a problem in that an unnecessary warning may be generated for a driver who is gazing forward or the like simply by detecting a change in pupil diameter and giving a warning.
本発明は、上記課題に鑑み、運転者の意識状態を精度よく判別可能な運転者状態検出装置及び意識状態検出方法を提供することを目的とする。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a driver state detection device and a consciousness state detection method capable of accurately determining a driver's consciousness state.
上記課題に鑑み、本発明は、運転者の意識状態を検出する運転者状態検出装置において、内容が可変な表示情報を表示する表示手段と、運転者の顔画像を撮影する撮影手段と、顔画像から顔向き又は視線方向の少なくとも一方を検出する顔向き・視線方向検出手段と、顔向き・視線方向検出手段が検出した視線方向に配置された、前記表示手段の画面の一部又は全部を変化させる画面変更手段(例えば、ぼやけ発生部19,視覚刺激部32)と、画面変更手段による画面の一部又は全部の変更に追随して運転者の眼の状態が変化したか否かに基づき、運転者の意識状態を検出する運転者意識判定手段(例えば、瞳孔追随判定部18、刺激追随判定部33)と、顔画像から運転者の瞳孔の大きさを検出する瞳孔検出手段と、を有し、前記画面変更手段は、前記表示情報の一部又は全部の外縁を不明確にぼやけさせ、前記運転者意識判定手段は、前記表示情報のぼやけに追随して運転者の瞳孔の大きさが変化したか否かに基づき、運転者の意識状態を検出する、ことを特徴とする。 In view of the above problems, the present invention provides a driver state detection device that detects a driver's consciousness state, a display unit that displays display information whose contents are variable, a photographing unit that captures a driver's face image, a face A face direction / gaze direction detection means for detecting at least one of a face direction or a gaze direction from an image, and a part or all of the screen of the display means arranged in the gaze direction detected by the face direction / gaze direction detection means Based on whether or not the state of the driver's eyes has changed following the change of part or all of the screen by the screen changing means (for example, the blur generation unit 19 and the visual stimulation part 32) to be changed and the screen changing means. Driver consciousness determination means for detecting the driver's consciousness state (for example, pupil tracking determination section 18 and stimulus tracking determination section 33), and pupil detection means for detecting the size of the driver's pupil from the face image. The screen The means blurs part or all of the outer edge of the display information indefinitely, and the driver consciousness determination means follows whether or not the size of the driver's pupil has changed following the blur of the display information. Based on the above, the driver's consciousness state is detected .
本発明によれば、運転者の視線方向の画面を変化させ、注視しているか否かを判定するので、単に視線方向やそれらの停留時間から意識状態を判別するのでなく、注意力が散漫な状態と、実際にその方向を注視している状態とを区別して検出することができる。 According to the present invention, the screen of the driver's line-of-sight direction is changed and it is determined whether or not the user is gazing. It is possible to detect the state separately from the state in which the direction is actually gazing.
運転者の意識状態を精度よく判別可能な運転者状態検出装置及び意識状態検出方法を提供することができる。 It is possible to provide a driver state detection device and a consciousness state detection method that can accurately determine the driver's consciousness state.
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら実施例を挙げて説明する。 Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
図1は、注視しているか否かの判定の概略を説明する図の一例である。本実施例の運転者状態検出装置100は、ナビ画面12、ヘッドアップディスプレイ(以下、HUDという)、メータ表示部などに表示する表示情報を意図的にぼやかす。図1では、星の形状をした図形の外縁をぼやけさせている。ところで、人間の眼の瞳孔の大きさは、環境光の明暗、遠近の調整のため変化することが知られている。このため、それまで注視していた表示情報がぼやけると無意識にピントを合わせようと瞳孔の大きさが変化する。したがって、図1に示すように、ぼやけた表示情報を注視しようとする運転者の瞳孔の大きさは変化する(図では大きくなっている)。運転者状態検出装置100は、この瞳孔の大きさの変化を顔画像から検出して、その時の視線方向にある表示媒体、例えば車両前方を注視しているか否かや、ナビ画面12を注視しているか否かを判定する。 FIG. 1 is an example of a diagram for explaining an outline of determination as to whether or not the user is gazing. The driver state detection apparatus 100 according to the present embodiment intentionally blurs display information displayed on a navigation screen 12, a head-up display (hereinafter referred to as HUD), a meter display unit, and the like. In FIG. 1, the outer edge of a star-shaped figure is blurred. By the way, it is known that the size of the pupil of the human eye changes due to the adjustment of the brightness and darkness of the ambient light and the perspective. For this reason, when the display information that has been watched until then is blurred, the size of the pupil changes so as to unconsciously focus. Therefore, as shown in FIG. 1, the size of the pupil of the driver who is gazing at the blurred display information changes (is larger in the figure). The driver state detection device 100 detects the change in the size of the pupil from the face image, and pays attention to the display medium in the sight line direction at that time, for example, whether the front of the vehicle is being watched or not. It is determined whether or not.
従来、顔向き、視線方向やそれらの停留時間からその方向に視線が向けられているか否かは検出可能であったが、覚醒度や注意力などの意識状態は検出が困難であった。本実施例では、同じ方向に視線が停留している場合、注意力が散漫な状態と、実際にその方向を注視している状態とを区別し、運転者の意識状態を適切に判別できる。 Conventionally, it has been possible to detect whether or not the line of sight is directed in the direction from the face direction, the line-of-sight direction, and their stopping time, but it is difficult to detect the state of consciousness such as arousal level and attention. In this embodiment, when the line of sight is stopped in the same direction, it is possible to distinguish the state where the attention is distracted from the state where the attention is actually gazing, and to appropriately determine the driver's consciousness state.
図2は、本実施例の運転者状態検出装置100の機能ブロック図の一例を示す。図2の機能ブロック図は、瞳孔を検出する手段に対応するドライバモニタセンサ11、顔向き・視線方向検出部16、瞳孔検出部17、及び、ぼやけを発させる手段に対応するナビ画面12、メータ表示部13、HUD14、サイドミラー15(以下、まとめて表示媒体20という場合がある)、ぼやけ発生部19、とを有する。また、瞳孔追随判定部18は、瞳孔の大きさがぼやけに追随して変化するか否かを判定する。なお、これらのうち顔向き・視線方向検出部16、瞳孔検出部17、瞳孔追随判定部18及びぼやけ発生部19は所定のECU(electronic control unit)のCPUがプログラムを実行するか、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)等のハードウェアにより実現される。また、各機能は1つのECUのみで実現される必要はなく、複数のECUに分散して実現されてもよい。例えば、ぼやけ発生部19は、ナビ画面12等を制御する各ECUにそれぞれ設けられる。 FIG. 2 shows an example of a functional block diagram of the driver state detection device 100 of the present embodiment. The functional block diagram of FIG. 2 shows a driver monitor sensor 11 corresponding to a means for detecting pupils, a face direction / line-of-sight direction detection unit 16, a pupil detection unit 17, and a navigation screen 12 corresponding to blurring means, a meter The display unit 13, the HUD 14, the side mirror 15 (hereinafter sometimes collectively referred to as a display medium 20), and the blur generation unit 19. Further, the pupil tracking determination unit 18 determines whether or not the size of the pupil changes following the blur. Of these, the face direction / gaze direction detection unit 16, the pupil detection unit 17, the pupil tracking determination unit 18, and the blur generation unit 19 are executed by a CPU of a predetermined electronic control unit (ECU) or an ASIC (Application Realized by hardware such as Specific Integrated Circuit). Each function need not be realized by only one ECU, and may be realized by being distributed to a plurality of ECUs. For example, the blur generation unit 19 is provided in each ECU that controls the navigation screen 12 and the like.
〔瞳孔検出〕
ドライバモニタセンサ11は、例えばステアリングコラムに配置された運転者の顔画像を撮影する撮影手段である。図3は、ドライバモニタセンサ11の正面図の一例を示す。ドライバモニタセンサ11はカメラ21及び赤外線投光器22を有し、カメラ21は、ステアリングホイールの中心を通る鉛直軸線上に配置され、運転者の顔を正面から撮影する。赤外線投光器22は、カメラ21の左右両側に同数ずつ(図では3個ずつ)配置されている。赤外線投光器22は、運転者の顔部へ向けて近赤外光を投光するLEDランプであり、夜間における運転者の顔の撮影や瞳孔の検出を容易にする。
(Pupil detection)
The driver monitor sensor 11 is a photographing unit that photographs a driver's face image disposed on, for example, a steering column. FIG. 3 shows an example of a front view of the driver monitor sensor 11. The driver monitor sensor 11 includes a camera 21 and an infrared projector 22, and the camera 21 is disposed on a vertical axis passing through the center of the steering wheel and photographs the driver's face from the front. The same number (three in the figure) of infrared projectors 22 are arranged on the left and right sides of the camera 21. The infrared projector 22 is an LED lamp that projects near-infrared light toward the driver's face, and facilitates shooting of the driver's face and detection of the pupil at night.
カメラ21はCCD(Charge Coupled Device)やCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)等で構成され、赤外線投光器22が照射する赤外光に感度を有しており、入射した光を電気信号に変換したあと所定階調のデジタルデータ(顔画像)を生成する。また、この赤外線投光器22が照射する光は運転者の瞳孔に進入し、瞳孔部の輝度が周囲の眼の輝度と異なるようになるため、瞳孔の位置及び大きさが検出される。 The camera 21 is composed of a CCD (Charge Coupled Device), a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor), or the like, and has sensitivity to infrared light irradiated by the infrared projector 22, and after the incident light is converted into an electrical signal, a predetermined value is obtained. Tone digital data (face image) is generated. Further, the light emitted from the infrared projector 22 enters the driver's pupil, and the luminance of the pupil portion becomes different from the luminance of the surrounding eyes, so that the position and size of the pupil are detected.
続いて、運転者の顔向き及び視線方向の検出について説明する。カメラ21が撮影した顔画像は順次、顔向き・視線方向検出部16に入力され、メモリに記憶されていく。 Next, detection of the driver's face direction and line-of-sight direction will be described. Face images taken by the camera 21 are sequentially input to the face direction / gaze direction detection unit 16 and stored in the memory.
まず、顔向き・視線方向検出部16は、顔画像から顔のおよその位置(顔の輪郭)を検出する。例えば、順次入力される顔画像の間で、同じ画素位置の画素値(輝度)を比較し、所定以上に画素値が異なる画素の画素値の差をその画素位置と共に記憶していく。そして、所定数の顔画像について同じ画素位置の画素値の差をカウントしていくと、輪郭部の画素位置のカウント数が増大する。顔画像には背景なども写っているが、背景は静止しているため、顔の左右の端部は最もカウント数が大きくなるので、カウント数の縦方向のヒストグラムを作りその積分値のピークが横方向の顔の輪郭位置となる。このようにして、顔位置の左右の端部が決定される。 First, the face direction / gaze direction detection unit 16 detects the approximate position of the face (face outline) from the face image. For example, pixel values (luminance) at the same pixel position are compared between sequentially input face images, and the difference between pixel values of pixels having pixel values different from a predetermined value or more is stored together with the pixel position. Then, if the difference in pixel values at the same pixel position is counted for a predetermined number of face images, the number of pixel positions counted in the contour portion increases. Although the face image shows the background, etc., the background is stationary, so the left and right edges of the face have the largest number of counts. It becomes the contour position of the face in the horizontal direction. In this way, the left and right ends of the face position are determined.
ついで、顔向き・視線方向検出部16は、顔画像のエッジ情報から顔の特徴点を検出する。エッジ情報により、顔の特徴点(眉、上下の瞼、鼻孔、口角、上下の唇の境など)は、肌に比べ輝度の変化の大きい画素として検出される。例えば、Sobel等、公知のエッジ検出アルゴリズムを用いれば、輝度小から大、輝度大から小の2種類のエッジ情報に囲まれる顔の各パーツの輪郭が得られる。 Next, the face direction / gaze direction detection unit 16 detects a feature point of the face from the edge information of the face image. Based on the edge information, facial feature points (such as eyebrows, upper and lower eyelids, nostrils, mouth corners, and upper and lower lip borders) are detected as pixels having a large luminance change compared to skin. For example, if a known edge detection algorithm such as Sobel is used, the contour of each part of the face surrounded by two types of edge information of low brightness to high brightness and high brightness to low brightness can be obtained.
顔向き・視線方向検出部16は、エッジ情報から顔の上下の輪郭位置及び中央線を検出する。人の顔の眼や鼻などの特徴点は左右対称に配置されているので、左右のエッジ情報の数がほぼ均等になる鉛直方向の線が顔の中央線となる。例えば、顔画像を左右に2分割する仮想の縦線を設定し、その縦線を基準に左右のエッジ情報の数をそれぞれカウントする。左右のエッジ情報の数の差を閾値と比較し、閾値以下となる縦線又はエッジ情報の数の差が最小となる縦線を顔の中央線と決定する。 The face direction / line-of-sight direction detection unit 16 detects the upper and lower contour positions and the center line of the face from the edge information. Since feature points such as the eyes and nose of a human face are arranged symmetrically, a vertical line in which the number of pieces of left and right edge information is almost equal is the center line of the face. For example, a virtual vertical line that divides the face image into left and right is set, and the number of left and right edge information is counted based on the vertical line. The difference in the number of left and right edge information is compared with a threshold, and the vertical line that is equal to or smaller than the threshold or the vertical line that minimizes the difference in the number of edge information is determined as the center line of the face.
顔向き・視線方向検出部16は、得られた中央線に基づき運転者の顔向きを検出する。すなわち、中央線から左又は右の輪郭位置までの距離に基づき、正面方向とゼロ度とした左右方向の顔向き度を例えば5〜10度刻み程度に検出する。 The face direction / line-of-sight direction detection unit 16 detects the driver's face direction based on the obtained center line. That is, based on the distance from the center line to the left or right contour position, the degree of face orientation in the left-right direction, which is zero degrees with respect to the front direction, is detected, for example, in increments of about 5 to 10 degrees.
視線方向の検出について説明する。視線方向は例えば角膜反射法により検出する。角膜反射法は、角膜上の赤外線投光器22の光の虚像が、角膜と眼球の回転中心の違いにより、眼球運動に伴って平行移動することを利用して視線方向を検出する。したがって、顔画像から角膜反射点23と瞳孔中心24を検出することで視線方向が求められる。 The detection of the gaze direction will be described. The line-of-sight direction is detected by, for example, a corneal reflection method. The corneal reflection method detects the line-of-sight direction by utilizing the fact that the virtual image of the light of the infrared projector 22 on the cornea moves in parallel with the eyeball movement due to the difference between the rotation centers of the cornea and the eyeball. Therefore, the line-of-sight direction is obtained by detecting the corneal reflection point 23 and the pupil center 24 from the face image.
図4は視線方向の検出を模式的に示す図の一例である。瞳孔は眼の瞳孔以外の部分よりも暗く写る傾向がある。このため、例えば赤外線投光器22の点滅と撮影を同期させ、点灯時の顔画像と消灯時の顔画像との画素値の差分を演算すると、瞳孔のみが光に反応して画素値が変化するので、瞳孔以外の画素値は差分によりゼロ又は無視できる小さい値になり、瞳孔だけが画素値の差分が大きくなるので、瞳孔を検出しやすくできる。瞳孔の大きさは成人で2〜6mm程度の範囲で変化するが、平均的にはおよそ4mm程度である。人間の場合、瞳孔は円形なのでその中心を瞳孔中心24の位置として決定する。 FIG. 4 is an example of a diagram schematically showing detection of the line-of-sight direction. The pupil tends to appear darker than the portion of the eye other than the pupil. For this reason, for example, when the blinking of the infrared projector 22 and the photographing are synchronized and the difference in pixel value between the face image when turned on and the face image when turned off is calculated, only the pupil reacts to the light and the pixel value changes. The pixel values other than the pupil become zero or a negligible small value due to the difference, and only the pupil increases the difference in the pixel value, so that the pupil can be easily detected. The size of the pupil varies in the range of about 2 to 6 mm in adults, but on average is about 4 mm. In the case of humans, since the pupil is circular, the center thereof is determined as the position of the pupil center 24.
同様に、角膜反射点23は、赤外線投光器22が点灯した場合にのみ検出される輝度の高い点なので、点灯時の顔画像と消灯時の顔画像との画素値の差分から明瞭に検出される。 Similarly, the corneal reflection point 23 is a point with high brightness that is detected only when the infrared projector 22 is turned on, and thus is clearly detected from the difference in pixel values between the face image when turned on and the face image when turned off. .
瞳孔中心24の位置と角膜反射点23の位置は、原点を例えばカメラ21の所定部を原点とする3次元座標における位置となる。角膜反射点23と瞳孔中心24の位置に対する実際の人間の視線方向には個人差があるので、角膜反射点23と瞳孔中心24の位置と視線方向の関係を較正するため、この座標系において座標の知られた1点Qを運転者に注視させ、その時の角膜反射点23と瞳孔中心24の位置を求める。この位置は、3次元上の位置なのでシートポジションやリクライニング角度から車両の前後方向の距離を含めて検出するか、より好ましくはステレオカメラにより直接3次元の位置として検出することが好ましい。 The position of the pupil center 24 and the position of the corneal reflection point 23 are positions in three-dimensional coordinates with the origin as a predetermined portion of the camera 21, for example. Since there is an individual difference in the actual human gaze direction with respect to the positions of the corneal reflection point 23 and the pupil center 24, coordinates in this coordinate system are used to calibrate the relationship between the position of the corneal reflection point 23 and the pupil center 24 and the gaze direction. The known point Q is taken to the driver and the positions of the corneal reflection point 23 and the pupil center 24 at that time are obtained. Since this position is a three-dimensional position, it is preferably detected including the distance in the front-rear direction of the vehicle from the seat position and the reclining angle, or more preferably detected directly as a three-dimensional position by a stereo camera.
したがって、カメラ21から瞳孔中心24までのベクトルEOが明らかとなり、既知の座標Qと瞳孔中心24までのベクトルEQも明らかとなる。また、ベクトルEOとベクトルEQとのなす角αが求められる。 Therefore, the vector EO from the camera 21 to the pupil center 24 becomes clear, and the known coordinate Q and the vector EQ to the pupil center 24 become clear. Further, an angle α formed by the vector EO and the vector EQ is obtained.
ついで、角膜反射点23と瞳孔中心24の位置から、角膜反射点23と瞳孔中心24の距離rを求める。この距離rは3次元座標上の距離である。また、この距離rとなす角αには線形関係があり、r=f(α)という関係が求めれる。 Next, a distance r between the corneal reflection point 23 and the pupil center 24 is obtained from the positions of the corneal reflection point 23 and the pupil center 24. This distance r is a distance on three-dimensional coordinates. Further, the angle α formed with the distance r has a linear relationship, and a relationship r = f (α) is obtained.
この関係式を求めると、未知の一点を注視した際の視線ベクトルは、その時の瞳孔中心24、角膜反射点23、から求めたr‘を関係式に代入することでα’から算出できることになる。なお、α又はα‘はそれぞれ水平方向と仰角方向の2つの成分で表される。そして、必要であれば、既に検出された顔向きに基づき視線方向を補正して最終的な視線方向が得られる。 When this relational expression is obtained, the line-of-sight vector when gazing at an unknown point can be calculated from α ′ by substituting r ′ obtained from the pupil center 24 and the corneal reflection point 23 at that time into the relational expression. . Α or α ′ is represented by two components in the horizontal direction and the elevation angle direction, respectively. If necessary, the final gaze direction is obtained by correcting the gaze direction based on the already detected face orientation.
瞳孔検出部17は、瞳孔の大きさを検出する。上記のように、瞳孔は、赤外線投光器22の点灯時の顔画像と消灯時の顔画像との画素値の差分から検出される。この場合、瞳孔は円形であるが、瞳孔の上下方向は運転者の瞬きや眼の開度によって変動しうるので、瞳孔検出部17は瞳孔の水平方向の長さを瞳孔の大きさとして検出する。瞳孔部の画素数からmm等に変換してもよいし、画素数のまま扱ってもよい。 The pupil detection unit 17 detects the size of the pupil. As described above, the pupil is detected from the difference in pixel values between the face image when the infrared projector 22 is turned on and the face image when the infrared projector 22 is turned off. In this case, the pupil is circular, but the vertical direction of the pupil can vary depending on the blink of the driver and the opening of the eye, so the pupil detection unit 17 detects the horizontal length of the pupil as the size of the pupil. . The number of pixels in the pupil part may be converted to mm or the like, or the number of pixels may be handled as it is.
〔ぼやけの発生〕
表示情報の内容が可変の全ての表示媒体20にてぼやけを発生させることができる。例えば、ナビ画面12では、自車位置や駐車場などを表すアイコン、道路、操作メニュー、駐車支援時のガイド線、メッセージ等が表示される。メータ表示部13又はHUD14には車速、エンジン回転数、シフトポジション、各種の警告マーク、オド/トリップメータ、車載装置の作動状態、等が表示される。サイドミラー15には、例えば誘導情報として矢印マークが表示される。なお、サイドミラー15は例えば、ハーフミラーの内側に液晶などの表示部材を有する構成を有し、表示部材が表示情報を表示しない場合はハーフミラーに後方の風景が写るようになっている。したがって、サイドミラー15だけでなく、ルームミラーやバニティミラー等のミラーに表示情報を表示してもよい。
[Occurrence of blur]
Blurring can be generated in all display media 20 whose display information content is variable. For example, the navigation screen 12 displays icons representing the vehicle position, parking lot, etc., roads, operation menus, guide lines for parking assistance, messages, and the like. The meter display unit 13 or the HUD 14 displays a vehicle speed, an engine speed, a shift position, various warning marks, an odd / trip meter, an operating state of the in-vehicle device, and the like. For example, an arrow mark is displayed on the side mirror 15 as guidance information. The side mirror 15 has, for example, a structure having a display member such as a liquid crystal inside the half mirror, and when the display member does not display display information, a landscape behind is reflected on the half mirror. Therefore, the display information may be displayed not only on the side mirror 15 but also on a mirror such as a room mirror or a vanity mirror.
ぼやけ発生部19は、これら表示情報にぼやけを発生させる。図5はぼやけの一例を示す図である。図5(a)は、ナビ画面12に表示される駐車場を示すアイコンを、図5(b)はナビ画面12に表示される自車アイコンを、図5(c)はメータ表示部13又はHUD14に表示される車速を、図5(d)はサイドミラー15に表示される矢印をそれぞれ示す。 The blur generation unit 19 generates blur in the display information. FIG. 5 is a diagram illustrating an example of blur. 5 (a) shows an icon indicating a parking lot displayed on the navigation screen 12, FIG. 5 (b) shows an own vehicle icon displayed on the navigation screen 12, and FIG. 5 (c) shows a meter display unit 13 or The vehicle speed displayed on the HUD 14 and the arrow displayed on the side mirror 15 are shown in FIG.
ぼやけ発生部19は、元の表示情報にぼやけ処理を施す。ナビ画面12に表示するアイコンの形状等を定めるアイコン情報は、例えばビットマップデータとして予め記憶されている。ビットマップデータの外郭部を外側に拡散させドット密度を小さくすることでぼやけ処理を施すことができる。矢印などその他、アイコンとして予め記憶されている表示情報に対しては同様にぼやけ処理を施すことができる。 The blur generation unit 19 performs blur processing on the original display information. Icon information that determines the shape and the like of the icon displayed on the navigation screen 12 is stored in advance as, for example, bitmap data. The blur processing can be performed by diffusing the outer portion of the bitmap data outward to reduce the dot density. For other display information stored in advance as an icon such as an arrow, blurring processing can be similarly performed.
車速やメッセージのような数字又は文字が表示情報となる場合、ビットマップフォントの数字又は文字が表示される場合と、アウトラインフォントが描画されて表示される場合とがある。このうち、ビットマップフォントの数字又は文字は、アイコンと同様に形と大きさが決まっているので、アイコンと同様のぼやけ処理を施すことができる。また、アウトラインフォントについてはいったん描画してビットマップデータに変換した後、同様な処理を施せばよい。 When numbers or characters such as a vehicle speed or a message are displayed information, there are cases where numbers or characters of a bitmap font are displayed and outline fonts are drawn and displayed. Among these, the numbers and characters of the bitmap font are determined in the same shape and size as the icons, so that the same blurring process as the icons can be performed. The outline font may be drawn once and converted into bitmap data and then subjected to the same processing.
また、同じアイコンや文字又は数値を、中心を少しずらしながら複数表示してもぼやけ処理と同様の表示とすることができる。この場合、中心をずらすアイコン等の色を変えたり(例えば、中心をずらして表示される各アイコンの色をグラデーションのようにかえる)、文字の線幅をかえることでぼやけを表現しやすくできる。 Further, even if a plurality of the same icons, characters or numerical values are displayed with their centers slightly shifted, the same display as in the blurring process can be obtained. In this case, blurring can be easily expressed by changing the color of an icon or the like that shifts the center (for example, changing the color of each icon displayed by shifting the center like a gradation) or changing the line width of a character.
図5(a)〜(d)では表示媒体20の一部のアイコン又は文字をぼやけさせたが、表示媒体20の全体(画面を構成するのアイコン及び文字の全て)にぼやけを発生させてもよい。 5A to 5D, some icons or characters of the display medium 20 are blurred. However, even if the entire display medium 20 (all icons and characters constituting the screen) is blurred. Good.
また、HUD14は、ウインドガラスに設けられた半透過部材に表示像を投影し、この表示像を運転者に視認させる構成とされている。このため、投影時の焦点をずらすことでぼやかすことができ、アイコン等にぼやけ処理を施す必要がなく実現が容易である。この場合、表示媒体20の全体にぼやけが発生する。 Moreover, HUD14 is set as the structure which projects a display image on the semi-transmissive member provided in the window glass, and makes a driver | operator visually recognize this display image. For this reason, it is possible to blur by shifting the focus at the time of projection, and it is not necessary to perform blurring processing on the icon or the like, which is easy to realize. In this case, the entire display medium 20 is blurred.
そして、瞳孔追随判定部18は、顔向き・視線方向検出部16が検出した視線方向の表示部材に、ぼやけ発生部19が表示情報をぼやかした場合に、瞳孔検出部17が検出した瞳孔の大きさが表示情報のぼやかしに追随して変化したか否かを判定する。追随して瞳孔の大きさが変化した場合、運転者がその方向を注視していると判定される。 Then, the pupil tracking determination unit 18 detects the size of the pupil detected by the pupil detection unit 17 when the blur generation unit 19 blurs display information on the display member in the gaze direction detected by the face direction / gaze direction detection unit 16. It is determined whether or not the brightness has changed following the blur of the display information. When the pupil size changes following the tracking, it is determined that the driver is gazing at the direction.
〔注視しているか否かの判定手順〕
図6は、運転者状態検出装置100が表示媒体20を注視しているか否かを判定する手順を示すフローチャート図の一例である。図6のフローチャート図は、イグニッションがオンになるとスタートする。
[Procedure for determining whether or not you are gazing]
FIG. 6 is an example of a flowchart illustrating a procedure for determining whether or not the driver state detection device 100 is gazing at the display medium 20. The flowchart of FIG. 6 starts when the ignition is turned on.
ドライバモニタセンサ11は所定のサイクル時間毎に繰り返し顔画像を撮影する(S10)。顔向き・視線方向検出部16は各顔画像から顔向き及び視線方向を検出する(S20)。また、瞳孔検出部17は、顔画像から瞳孔の大きさを検出する(S30)。 The driver monitor sensor 11 repeatedly captures a face image every predetermined cycle time (S10). The face direction / gaze direction detection unit 16 detects the face direction and the gaze direction from each face image (S20). Further, the pupil detection unit 17 detects the size of the pupil from the face image (S30).
ついで、ぼやけ発生部19は、視線方向の表示媒体20にぼやけを発生させる(S40)。ステップS40のぼやけの発生処理は、例えば、同じ視線方向が所定時間(0.5〜数秒)継続して検出された場合に行えばよい。 Next, the blur generation unit 19 generates blur on the display medium 20 in the viewing direction (S40). The blur generation process in step S40 may be performed, for example, when the same line-of-sight direction is detected continuously for a predetermined time (0.5 to several seconds).
ピントずれを発生させると瞳孔追随判定部18は、ぼやけに追随して瞳孔の大きさが変化したか否かを判定する(S50)。追随してとは、ぼやけが発生した直後の瞳孔の大きさに着目することをいう。また、瞳孔の大きさの変化は大きくなる場合と小さくなる場合がある。ぼやけに対し明瞭な像が得られないと人の眼は、瞳孔を大きくなるように変化させ、また、小さくなるようにも変化させるので、ステップS50では、大又は小のいずれか一方に変化しても瞳孔の大きさが変化したと判定される。なお、より確実に検出するため、瞳孔の大きさが大及び小の両方に変化した場合に瞳孔の大きさが変化した判定してもよい。 When a focus shift occurs, the pupil tracking determination unit 18 determines whether the size of the pupil has changed following the blur (S50). “Following” refers to focusing on the size of the pupil immediately after the occurrence of blurring. Further, the change in the size of the pupil may be increased or decreased. If a clear image cannot be obtained with respect to the blur, the human eye changes the pupil so as to become larger and also changes so as to become smaller. In step S50, the eye changes to either large or small. However, it is determined that the size of the pupil has changed. In order to detect more reliably, it may be determined that the size of the pupil has changed when the size of the pupil has changed to both large and small.
瞳孔の大きさがぼやけに追随して変化した場合(S50のYes)、瞳孔追随判定部18はぼやけを発生させた表示媒体20を運転者が注視していると判定する(S60)。 When the size of the pupil changes following the blur (Yes in S50), the pupil follow-up determination unit 18 determines that the driver is gazing at the display medium 20 causing the blur (S60).
ところで、注視していると判定された場合、その注視が好ましい場合とそうでない場合がある。まず、注視が好ましくない方向の注視を検出した場合を説明する。例えば、直進走行中、ナビ画面12、メータ表示部13、サイドミラー15(正面方向にない表示媒体20)を所定時間以上に渡り注視することは、適正な視線方向と言えないので、運転者状態検出装置100は運転者に正面方向に視線を戻すように注意喚起する。注意喚起の方法は、例えば、注視している表示媒体が既知であるので、ぼやけを発生させた表示媒体に「正面方向を注視しましょう」と表示することで、確実に運転者に注意喚起することができる。なお、同様のメッセージをスピーカから音声で出力してもよいし、警報音を吹鳴してもよい。 By the way, when it is determined that the user is gazing, the gazing may be preferable or not. First, a case where gaze in a direction in which gaze is not preferable is detected will be described. For example, while driving straight ahead, gazing at the navigation screen 12, the meter display unit 13, and the side mirror 15 (the display medium 20 not in the front direction) for a predetermined time or more cannot be said to be an appropriate line-of-sight direction. The detection device 100 alerts the driver to return the line of sight to the front. The method of alerting is, for example, that the display medium being watched is known, so the driver can be surely alerted by displaying “Let's look at the front direction” on the display medium that has blurred. be able to. Note that a similar message may be output from a speaker by voice, or an alarm sound may be generated.
なお、走行中に、運転者が正面方向以外の表示媒体20を注視することが必要な場合がある。例えば、メータ表示部13に表示される車速を注視したい場合があるし、車線変更時にサイドミラー15を注視したい場合がある。したがって、運転者に注意喚起するまでの所定時間は、これら表示媒体20に応じて可変としてもよい。例えば、車速は短時間で把握できると考えられまた正面方向からの視線移動も小さくてよいので、メータ表示部13を注視している場合の注意喚起までの所定時間は、短くすることができる。また、例えば、サイドミラー15の場合、車線変更時は注意喚起しなくてもよいので、ウィンカのスイッチオンからオフまで間は、注意喚起しないように設定することができる。また、ナビ画面12は、目的地までの経路における右折地点又は左折地点では運転者が注視する可能性があるので、注意喚起するまでの所定時間を長く設定でき、それ以外の道路を走行中は注意喚起するまでの所定時間を短く設定することができる。 It may be necessary for the driver to watch the display medium 20 other than the front direction while traveling. For example, there is a case where it is desired to gaze at the vehicle speed displayed on the meter display unit 13, and there is a case where it is desired to gaze at the side mirror 15 when the lane is changed. Therefore, the predetermined time until alerting the driver may be variable according to the display medium 20. For example, it is considered that the vehicle speed can be grasped in a short time, and the movement of the line of sight from the front direction may be small. Therefore, the predetermined time until alerting when the meter display unit 13 is watched can be shortened. Further, for example, in the case of the side mirror 15, it is not necessary to call attention when changing lanes, so that it can be set so as not to call attention from the time when the blinker is switched on to off. In addition, the navigation screen 12 can be set for a long period of time until the driver is alerted at the right or left turn point on the route to the destination. The predetermined time until alerting can be set short.
注視が好ましい場合について説明する。注視が好ましい場合とは、例えば、直進走行中に正面方向を注視している場合である。正面方向に配置されたHUD14にぼやけを発生させて瞳孔の大きさが変化した場合、進行方向を注視していると判定される。なお、フロントウィンドウに投影される像は虚像なので、HUD14を注視していることは正面方向注視していると判定してよい。 A case where gaze is preferable will be described. The case where gaze is preferable is, for example, a case where the front direction is being gazeed while traveling straight ahead. When blur occurs in the HUD 14 arranged in the front direction and the size of the pupil changes, it is determined that the traveling direction is being watched. Note that since the image projected on the front window is a virtual image, gazing at the HUD 14 may be determined as gazing in the front direction.
ステップS50に戻り、瞳孔の大きさがぼやけに追随して変化しない場合(S50のNo)、瞳孔追随判定部18はぼやけを発生させた表示媒体を運転者が注視していないと判定する(S70)。注視していないとはいえ例えば直進走行中に、ナビ画面12、メータ表示部13又はサイドミラー15に所定時間以上に渡り視線方向が向いていることは好ましくないので、運転者状態検出装置100は運転者に正面方向に視線を戻すように注意喚起する。運転者は表示媒体20を注視していないので、「正面方向を注視しましょう」等のメッセージをスピーカから音声で出力してもよいし、警報音を吹鳴してもよい。 Returning to step S50, when the size of the pupil does not change following the blur (No in S50), the pupil following determination unit 18 determines that the driver is not gazing at the display medium that caused the blur (S70). ). Although it is not gazing, for example, it is not preferable that the line-of-sight direction is directed to the navigation screen 12, the meter display unit 13 or the side mirror 15 for a predetermined time or more during straight running. Alert the driver to return his gaze to the front. Since the driver is not gazing at the display medium 20, a message such as “Let's gaze at the front direction” may be output from the speaker by voice, or an alarm sound may be sounded.
これに対し、直進走行中に運転者が正面方向を注視していない場合、運転者の覚醒度が低下しているおそれがある。したがって、このような場合、運転者状態検出装置100は覚醒を促すための注意喚起制御(警報音の吹鳴、音声によるメッセージ出力、温度調節、振動発生等)を実行する。 On the other hand, when the driver is not gazing at the front direction while traveling straight ahead, the driver's arousal level may be reduced. Therefore, in such a case, the driver state detection device 100 executes alerting control (buzzing of alarm sound, message output by voice, temperature adjustment, vibration generation, etc.) for promoting awakening.
この注意喚起のタイミングについては、直進走行中に正面方向に視線方向が向いている場合、必ずしもHUD14を注視しなければならないわけではないので、正面方向を注視していない場合に常に、注意喚起等を出力すると不要警報となるおそれがある。 As for the timing of this alerting, when the line of sight is facing in the front direction while traveling straight ahead, the HUD 14 does not necessarily have to be watched. May output an unnecessary alarm.
このため、例えば、ぼやけを何回か発生させても正面方向を注視していないと判定される場合、運転者の覚醒度が低下し眠気があると判定し、運転者の覚醒度を上げるため注意喚起するなど、注意喚起のタイミングについて調整することが好ましい。 For this reason, for example, when it is determined that the front direction is not watched even if blur is generated several times, the driver's arousal level is determined to be drowsiness and the driver's arousal level is increased. It is preferable to adjust the timing of alerting such as alerting.
また、例えばナイトビジョンのように歩行者を強調して表示するHUD14では、正面方向に視線方向が向いていても注視していないと判定された場合には、運転者に注意喚起することでより確実に夜間の歩行者へ注意を促すことができる。 Moreover, in HUD14 which emphasizes and displays a pedestrian like a night vision, for example, when it is determined that the gaze direction is directed to the front direction but is not gazing, the driver is alerted. It is possible to call attention to pedestrians at night.
本実施例の運転者状態検出装置100は、視線方向のみ又は視線方向の停留時間だけでなく、運転者が視線方向を注視しているか否かを判定するので、注意力が散漫な状態と、実際にその方向を注視している状態とを区別して、運転者の意識状態を検出することができる。 Since the driver state detection device 100 of the present embodiment determines not only the gaze direction or the dwell time in the gaze direction but also whether the driver is gazing at the gaze direction, the state where the attention is distracted, The state of consciousness of the driver can be detected by distinguishing from the state in which the direction is actually watched.
本実施例では、視線方向の注視の集中度の低下を検出する運転者状態検出装置100について説明する。図7は、運転者状態検出装置100が表示媒体20に表示する刺激用表示31の一例を示す。図7はメータ表示部13又はHUD14に表示された車速であって、「40km/h」と表示されている。運転者状態検出装置100は運転者がメータ表示部13又はHUD14に視線方向を向けていると判定された場合、運転者の視野周辺に刺激用表示31を表示する。図では「40km/h」の右上に円形の光点が点滅している。光点を点灯又は点滅させ、追随して運転者が光点の方向に視線方向を向けた場合、運転者状態検出装置100は運転者の集中度が低下したと判定する。 In this embodiment, a driver state detection apparatus 100 that detects a decrease in the degree of gaze concentration in the line-of-sight direction will be described. FIG. 7 shows an example of the stimulus display 31 displayed on the display medium 20 by the driver state detection device 100. FIG. 7 shows the vehicle speed displayed on the meter display unit 13 or the HUD 14 and is displayed as “40 km / h”. When it is determined that the driver is pointing the line of sight toward the meter display unit 13 or the HUD 14, the driver state detection device 100 displays the stimulus display 31 around the driver's visual field. In the figure, a circular light spot blinks in the upper right of “40 km / h”. When the light spot is turned on or blinked, and the driver follows the direction of the line of sight in the direction of the light spot, the driver state detection device 100 determines that the driver's concentration has decreased.
例えば、HUD14に刺激用表示31を表示し、運転者が刺激用表示31に視線方向を向けた場合、正面方向の注視に対する運転者の集中度が低下していると判定される。また、例えば、ナビ画面12に刺激用表示31を表示し、運転者が刺激用表示31に視線方向を向けた場合、ナビ画面12を漫然と見ていること、すなわち、ナビ画面12に対する運転者の集中度が低下していると判定される。 For example, when the stimulus display 31 is displayed on the HUD 14 and the driver turns the line of sight toward the stimulus display 31, it is determined that the driver's concentration on the gaze in the front direction is reduced. Further, for example, when the stimulus display 31 is displayed on the navigation screen 12 and the driver turns the line of sight toward the stimulus display 31, the driver is looking at the navigation screen 12, that is, the driver's view of the navigation screen 12. It is determined that the degree of concentration is decreasing.
集中度が低下していることは、運転者の覚醒度が低下したり、眠気とは言えないが意識が低下しつつあるといった状態にあると推定できる。したがって、本実施例の運転者状態検出装置100は、実施例1と同様に、視線方向を集中して見ているか否かを判定することで、運転者の意識状態を検出することができる。 It can be presumed that the degree of concentration is in a state in which the driver's arousal level is reduced or the consciousness is decreasing although it is not drowsiness. Therefore, similarly to the first embodiment, the driver state detection device 100 according to the present embodiment can detect the driver's consciousness state by determining whether or not the sight line direction is concentrated.
図8は、本実施例の運転者状態検出装置100の機能ブロック図の一例を示す。図8において図2と同一構成部には同一の符号を付しその説明は省略する。本実施例では視覚刺激部32と刺激追随判定部33を有する。視覚刺激部32は視覚を図7に示したように、運転者の視線方向の視野周辺に運転者の視覚を刺激する表示情報を表示する。視覚を刺激する表示情報には、次のような態様がある。
I)車両状況の通知や運転支援のための表示情報以外に刺激用表示31を表示する。
II) 車両状況の通知や運転支援のための表示情報の一部の輝度を大きくする。
III)車両状況の通知や運転支援のための表示情報の一部を刺激用表示31に変形する。
IV)視線方向の表示媒体20でなく視線方向の表示媒体20に隣接した表示媒体20にI〜IIIの処理を施す。
FIG. 8 shows an example of a functional block diagram of the driver state detection device 100 of the present embodiment. In FIG. 8, the same components as those in FIG. In this embodiment, a visual stimulation unit 32 and a stimulation follow-up determination unit 33 are provided. As shown in FIG. 7, the visual stimulation unit 32 displays display information that stimulates the driver's vision around the visual field in the driver's line-of-sight direction. The display information that stimulates vision has the following modes.
I) The stimulus display 31 is displayed in addition to the vehicle status notification and display information for driving support.
II) Increase the brightness of some of the display information for vehicle status notifications and driving assistance.
III) A part of display information for notification of vehicle status and driving support is transformed into a stimulus display 31.
IV) Processes I to III are performed not on the display medium 20 in the line-of-sight direction but on the display medium 20 adjacent to the display medium 20 in the line-of-sight direction.
なお、視野周辺とは視野の中央部を除いて運転者の最大視野よりも内側であればよい。表示媒体20毎に大きさや運転者から見た配置方向が異なるので、同一の運転者において視野周辺は一義的に定まるものではない。例えば、ナビ画面12では画面の下方が視野周辺となり、メータ表示部13やHUD14では、車速などが表示されていない端部付近が視野周辺となる。 In addition, the visual field periphery should just be inside the driver | operator's maximum visual field except the center part of a visual field. Since the size and the arrangement direction seen from the driver are different for each display medium 20, the periphery of the visual field is not uniquely determined for the same driver. For example, in the navigation screen 12, the lower part of the screen is the periphery of the visual field, and in the meter display unit 13 and the HUD 14, the vicinity of the visual field is the vicinity of the visual field.
図9(a)は車両状況の通知や運転支援のための表示情報以外に表示された刺激用表示31の一例を示す(I)。例えば、HUD14やメータ表示部13に表示された車速「40km/h」の周辺に「晴れのち曇り」という刺激用表示31が表示されている。文字のように意味のある刺激用表示31は、図5のような単なる光点よりも刺激性が強いとも言えるので、表示媒体20に視線方向を向けていても注視していないことを確実に検出できる。また、ニュースを刺激用表示31にしてもよいし、例えば漢字一字のみを刺激用表示31としてもよく、動植物、工業製品、アニメのキャラクター等をイメージさせるアイコンを刺激用表示31にしてもよい。 FIG. 9A shows an example of the stimulus display 31 displayed in addition to the display information for vehicle status notification and driving support (I). For example, a stimulus display 31 “sunny and cloudy” is displayed around the vehicle speed “40 km / h” displayed on the HUD 14 and the meter display unit 13. A meaningful stimulus display 31 such as a character can be said to be more stimulating than a simple light spot as shown in FIG. It can be detected. Moreover, news may be used as the stimulus display 31, for example, only one kanji character may be used as the stimulus display 31, and an icon that makes an image of animals and plants, industrial products, anime characters, etc. may be used as the stimulus display 31. .
図9(b)は車両状況の通知や運転支援のための表示情報の一部の輝度を大きくすることで形成された刺激用表示31の一例を示す(II)。図9(b)はナビ画面12の左下方のビルや一区画の輝度が大きく表示されている。運転者は通常、例えば進行方向を上向きにして走行し、これから通過する方向を注視するので、図9(b)のようにナビ画面12の下方は視野周辺となる。視野周辺の輝度を大きくすることで与えられた視覚刺激に追随して運転者の視線方向が変化した場合、ナビ画面12への注視の集中度が低いと判定される。 FIG. 9B shows an example of the stimulus display 31 formed by increasing the luminance of a part of display information for vehicle status notification and driving support (II). In FIG. 9B, the brightness of the building and the section on the lower left of the navigation screen 12 is greatly displayed. The driver usually travels with the traveling direction upward, for example, and gazes in the direction to pass, so the lower part of the navigation screen 12 is around the visual field as shown in FIG. 9B. When the gaze direction of the driver changes following the visual stimulus given by increasing the luminance around the visual field, it is determined that the degree of gaze concentration on the navigation screen 12 is low.
図9(c)は表示情報の一部が変形して表示された刺激用表示31の一例を示す(III)。図9(b)と同様に、視野周辺のビルや一区画に「晴れのち曇り」という刺激用表示31が表示されている。文字だけでなく、アイコン等を表示してもよい。 FIG. 9C shows an example of the stimulus display 31 in which a part of the display information is deformed and displayed (III). Similarly to FIG. 9B, a stimulus display 31 “sunny and cloudy” is displayed on a building and a section around the visual field. Not only characters but also icons may be displayed.
また、図9(a)〜(c)のように視線方向の表示媒体20に刺激用表示31を表示するのでなく、視線方向の表示媒体20に隣接した表示媒体20に刺激用表示31を表示してもよい。例えば、HUD14とメータ表示部13、メータ表示部13とナビ画面12とは隣接して配置されることがある。メータ表示部13の全面が液晶等で構成された場合、HUD14の真下にメータ表示部13が配置されることになる。したがって、例えば、正面方向に視線方向がある状態ではHUD14でなくメータ表示部13も視野周辺に含まれ、メータ表示部13に刺激用表示31を表示することで、正面方向を注視しているか否かを判定できる。 Further, as shown in FIGS. 9A to 9C, the stimulus display 31 is not displayed on the display medium 20 in the line-of-sight direction, but is displayed on the display medium 20 adjacent to the display medium 20 in the line-of-sight direction. May be. For example, the HUD 14 and the meter display unit 13 and the meter display unit 13 and the navigation screen 12 may be arranged adjacent to each other. When the entire surface of the meter display unit 13 is composed of liquid crystal or the like, the meter display unit 13 is disposed directly below the HUD 14. Therefore, for example, in the state where the line-of-sight direction is in the front direction, not only the HUD 14 but also the meter display unit 13 is included in the periphery of the visual field, and whether or not the front direction is watched by displaying the stimulus display 31 on the meter display unit 13. Can be determined.
図8に戻り、刺激追随判定部33は、顔向き・視線方向検出部16が検出した視線方向の表示媒体20に、視覚刺激部32が刺激用表示31を表示した場合に、顔向き・視線方向検出部16が検出した視線方向が追随して変化したか否かを判定する。追随して視線方向が変化した場合、運転者の注視の集中度が低下していると判定される。 Returning to FIG. 8, when the visual stimulus unit 32 displays the stimulus display 31 on the display medium 20 in the line-of-sight direction detected by the face direction / line-of-sight direction detection unit 16, the stimulus follow-up determination unit 33 It is determined whether or not the line-of-sight direction detected by the direction detection unit 16 has changed following. When the line-of-sight direction changes following, it is determined that the driver's gaze concentration is decreasing.
図10は、運転者状態検出装置100が表示媒体20の注視の集中度を判定する手順を示すフローチャート図の一例である。図10のフローチャート図は、例えばイグニッションがオンになるとスタートする。 FIG. 10 is an example of a flowchart illustrating a procedure in which the driver state detection device 100 determines the degree of gaze concentration of the display medium 20. The flowchart in FIG. 10 starts when the ignition is turned on, for example.
ドライバモニタセンサ11は所定のサイクル時間毎に繰り返し顔画像を撮影する(S10)。顔向き・視線方向検出部16は各顔画像から顔向き及び視線方向を検出する(S20)。視線方向が定まると視覚刺激部32は、視線方向及び視線方向にある表示媒体20に応じて、視野周辺を推定する(S130)。上記のように、例えばナビ画面12の場合、視野周辺は画面の下方である。予め視線方向と視野周辺の関係を定め記憶しておいてもよい。 The driver monitor sensor 11 repeatedly captures a face image every predetermined cycle time (S10). The face direction / gaze direction detection unit 16 detects the face direction and the gaze direction from each face image (S20). When the line-of-sight direction is determined, the visual stimulation unit 32 estimates the visual field periphery in accordance with the line-of-sight direction and the display medium 20 in the line-of-sight direction (S130). As described above, for example, in the case of the navigation screen 12, the periphery of the visual field is the lower part of the screen. A relationship between the line-of-sight direction and the periphery of the visual field may be determined and stored in advance.
ついで、視覚刺激部32は、視線方向の表示媒体20の視野周辺に刺激用表示31を表示させる(S140)。ステップS140の刺激用表示31の表示は、例えば、同じ視線方向が所定時間(0.5〜数秒)継続して検出された場合に行えばよい。 Next, the visual stimulation unit 32 displays the stimulation display 31 around the visual field of the display medium 20 in the line-of-sight direction (S140). The display of the stimulus display 31 in step S140 may be performed, for example, when the same line-of-sight direction is detected continuously for a predetermined time (0.5 to several seconds).
刺激用表示31を表示すると刺激追随判定部33は、刺激用表示31に追随して視線方向が変化したか否かを判定する(S150)。追随してとは、刺激用表示31を表示した直後の視線方向に着目することをいう。また、視線方向の変化は、刺激用表示31の方向への視線方向の変化である。 When the stimulus display 31 is displayed, the stimulus follow-up determination unit 33 determines whether the line-of-sight direction has changed following the stimulus display 31 (S150). “Following” refers to focusing on the line of sight immediately after displaying the stimulus display 31. The change in the line-of-sight direction is a change in the line-of-sight direction toward the stimulus display 31.
視線方向が刺激用表示31の表示に追随して変化した場合(S150のYes)、刺激追随判定部33は視線方向の表示媒体20に対し運転者の注視の集中度が低下していると判定する(S160)。 When the line-of-sight direction changes following the display of the stimulus display 31 (Yes in S150), the stimulus follow-up determination unit 33 determines that the driver's gaze concentration is decreasing with respect to the display medium 20 in the line-of-sight direction. (S160).
視線方向の集中度が低下した場合、運転者の覚醒度が低下しているおそれがある。したがって、運転者状態検出装置100は運転者に「正面方向を注視しましょう」や「少し休憩を取りましょう」「換気しましょう」等のメッセージをスピーカから音声で出力したり、警報音を吹鳴する。 When the degree of concentration in the line of sight decreases, the driver's arousal level may decrease. Therefore, the driver state detection device 100 outputs a message such as “Let's watch the front”, “Let's take a break”, “Let's ventilate” from the speaker or sound an alarm sound. To do.
なお、正面方向に視線方向を向けているが、注視の集中度が低下していると判定された場合、特に覚醒度が低下していると考えられるので早期に運転者に警告することができ、一方、ナビ画面12など必ずしも注視しない方が好ましい表示媒体20の注視の集中度が低下していると判定された場合、3回に1回程度運転者に警告するなど、表示媒体20に応じて運転者への警告の頻度を可変とすることが好ましい。 Although the gaze direction is directed to the front direction, if it is determined that the concentration of gaze is reduced, it is considered that the degree of arousal is particularly low, so the driver can be warned early. On the other hand, if it is determined that the concentration of gaze on the display medium 20 is preferably not necessarily watched, such as the navigation screen 12, the driver is warned about once every three times. Therefore, it is preferable to change the frequency of warning to the driver.
視線方向が刺激用表示31の表示に追随して変化しない場合(S150のNo)、刺激追随判定部33は視線方向の表示媒体20に対し運転者の注視の集中度が低下していないと判定する。この場合、運転者の覚醒度が高いと判定してよいのでそのまま処理を終了する。 When the line-of-sight direction does not change following the display of the stimulus display 31 (No in S150), the stimulus follow-up determination unit 33 determines that the driver's gaze concentration does not decrease with respect to the display medium 20 in the line-of-sight direction. To do. In this case, since it may be determined that the driver's arousal level is high, the process is terminated as it is.
本実施例の運転者状態検出装置100は、視線方向のみ又は視線方向の停留時間だけでなく、運転者が視線方向を集中して見ているか否かを判定することで、運転者の意識状態を検出することができる。 The driver state detection device 100 according to the present embodiment determines not only the line-of-sight direction or the stop time in the line-of-sight direction but also whether or not the driver is looking at the line-of-sight direction. Can be detected.
11 ドライバモニタセンサ
16 顔向き・視線方向検出部
17 瞳孔検出部
19 ぼやけ発生部
20 表示媒体
32 視覚刺激部
100 運転者状態検出装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Driver monitor sensor 16 Face direction / gaze direction detection part 17 Pupil detection part 19 Blur generation part 20 Display medium 32 Visual stimulus part 100 Driver state detection apparatus
Claims (4)
内容が可変な表示情報を表示する表示手段と、
運転者の顔画像を撮影する撮影手段と、
顔画像から顔向き又は視線方向の少なくとも一方を検出する顔向き・視線方向検出手段と、
顔向き・視線方向検出手段が検出した視線方向に配置された、前記表示手段が生成する画面の一部又は全部を変化させる画面変更手段と、
画面変更手段による画面の一部又は全部の変更に追随して運転者の眼の状態が変化したか否かに基づき、運転者の意識状態を検出する運転者意識判定手段と、
顔画像から運転者の瞳孔の大きさを検出する瞳孔検出手段と、を有し
前記画面変更手段は、前記表示情報の一部又は全部の外縁を不明確にぼやけさせ、
前記運転者意識判定手段は、前記表示情報のぼやけに追随して運転者の瞳孔の大きさが変化したか否かに基づき、運転者の意識状態を検出する、
ことを特徴とする運転者状態検出装置。 In the driver state detection device that detects the driver's consciousness state,
Display means for displaying display information whose contents are variable;
Photographing means for photographing a driver's face image;
A face direction / gaze direction detecting means for detecting at least one of the face direction and the gaze direction from the face image;
A screen changing unit arranged in the line-of-sight direction detected by the face direction / line-of-sight direction detecting unit, and changing a part or all of the screen generated by the display unit;
A driver awareness determining means for detecting a driver's consciousness state based on whether or not the driver's eye state has changed following the change of part or all of the screen by the screen changing means;
Pupil detection means for detecting the size of the driver's pupil from the face image;
The screen changing means blurs the outer edge of part or all of the display information unclearly,
The driver awareness determination means detects the driver's awareness state based on whether or not the size of the pupil of the driver has changed following the blur of the display information .
A driver state detection device characterized by the above.
前記運転者意識判定手段は、前記刺激用表示の形成に追随して運転者の視線方向が変化したか否かに基づき、運転者の意識状態を検出する、
ことを特徴とする請求項1記載の運転者状態検出装置。 The screen changing means estimates the driver's visual field periphery based on the line-of-sight direction, forms a stimulus display that stimulates vision on a part of the screen included in the visual field periphery,
The driver awareness determination means, line-of-sight direction of the driver following the formation of the display the stimulus is based on whether a change is detected consciousness state of the driver,
The driver state detection device according to claim 1.
ことを特徴とする請求項2記載の運転者状態検出装置。 The screen changing means displays the stimulus display while displaying the display information.
The driver state detection device according to claim 2 .
運転者の顔画像を撮影する撮影手段と、を備えた運転者状態検出装置の意識状態検出方法において、
顔向き・視線方向検出手段が、顔画像から顔向き又は視線方向の少なくとも一方を検出するステップと、
画面変更手段が、顔向き・視線方向検出手段が検出した視線方向に配置された、前記表示手段の画面の一部又は全部を変化させる画面変更ステップと、
運転者意識判定手段が、前記画面変更手段による画面の一部又は全部の変更に追随して運転者の眼の状態が変化したか否かに基づき、運転者の意識状態を検出する運転者意識判定ステップと、
瞳孔検出手段が、顔画像から運転者の瞳孔の大きさを検出するステップと、と有し
前記画面変更手段は、前記画面変更ステップにて、前記表示情報の一部又は全部の外縁を不明確にぼやけさせ、
前記運転者意識判定手段は、前記運転者意識判定ステップにて、前記表示情報のぼやけに追随して運転者の瞳孔の大きさが変化したか否かに基づき、運転者の意識状態を検出する、
ことを特徴とする意識状態検出方法。 Display means for displaying display information whose contents are variable;
In a consciousness state detection method of a driver state detection device comprising a photographing means for photographing a driver's face image,
A face direction / line-of-sight direction detecting unit detecting at least one of the face direction and the line-of-sight direction from the face image;
A screen changing step for changing part or all of the screen of the display means, the screen changing means being arranged in the line-of-sight direction detected by the face direction / line-of-sight direction detecting means;
The driver awareness determination means, based on whether to follow a part or all screen changes according to the change screen means the state of the driver's eyes is changed, the driver awareness for detecting the state of consciousness of the driver A determination step;
The pupil detecting means detects the size of the driver's pupil from the face image; and
The screen changing means blurs a part or all of the outer edge of the display information unclearly in the screen changing step,
The driver awareness determination means detects a driver awareness state based on whether or not the size of the driver's pupil has changed following the blur of the display information in the driver awareness determination step. ,
A consciousness state detection method characterized by the above.
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