檢測人臉、特別是機動車司機臉的位置的方法、裝置和帶該裝置的顯示器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于檢測人臉(2)的位置的裝置(1)，具體是機動車輛司機的臉，其中所述裝置包括：?熱傳感器(4)，配置為用于確定從可能被人占據(jù)的目標區(qū)域(6)產生的熱量，其是點(10)矩陣(8)的形式，所述矩陣(8)的每一個點(10)代表通過所述目標區(qū)域(6)的一部分產生的熱量，?處理器件，用于分析通過用于所述矩陣(8)的點(10)的物理量獲取的值，以便檢測至少一條調整信息(12)，所述至少一條調整信息代表所述目標區(qū)域(6)中所述臉(2)的位置的代表。本發(fā)明還涉及相應檢測方法和顯示器，特別是平視顯示器，其提供為具有所述裝置。
【專利說明】檢測人臉、特別是機動車司機臉的位置的方法、裝置和帶該裝置的顯示器
[0001]本發(fā)明涉及用于檢測人臉位置的系統(tǒng)和方法，特別是機動車輛司機的人臉，且涉及包括這種裝置的顯示器，特別是平視顯示器(head-up display)。
[0002]如所知的，機動車輛可以配備有平視顯示器系統(tǒng)。
[0003]這種平視系統(tǒng)如已知的包括影像產生裝置，也稱為成像器，其產生真實影像，且系統(tǒng)包括光學系統(tǒng)，用于在司機的視野中從該真實影像形成在車輛外部的虛擬影像。然而，已知的顯示器具有的缺點是提供被投射影像的小觀察角度，例如差不多3°。因此，重要的是投射的影像被正確地定位在司機的視野中，使得司機可以看到它。
[0004]進而，已知的是，車輛通常設置有司機位置調整器件，為司機賦予對其位置的更大范圍的選擇，特別是其垂直位置。
[0005]因此存在的風險是司機可能會選擇舒適的位置，在該位置中他看不到被顯示器投射的影像。
[0006]為了克服該問題，已經提出根據(jù)司機位置調整投射影像的位置。已知的方案是提出使用攝像頭來獲取司機影像。所述影像隨后被處理，以確定司機頭部的垂直位置。投射影像的位置因此被調整。
[0007]然而，這種方案是有缺點的。具體說，其要求優(yōu)選使用紅外光來照射司機。
[0008]本發(fā)明的目的是改善這種情況，且為此提出了用于檢測人臉位置的裝置，特別是機動車輛司機的臉，所述裝置包括:
[0009]-熱傳感器，配置為用于確定從可能被人占據(jù)的目標區(qū)域產生的熱量，其是點矩陣的形式，所述矩陣的每一個點代表通過所述目標區(qū)域一部分產生的熱量，
[0010]-處理器件，用于分析通過用于所述矩陣的點的物理量獲取的值，以便檢測至少一條調整信息，所述調整信息代表所述目標區(qū)域中所述臉的位置。
[0011]由此，其不是所形成的場景的影像，而是簡單的熱映射。人臉的溫度相對于圍繞環(huán)境的溫度是獨特的，其是不同的。通過識別映射的最熱區(qū)域，其由此可以從映射中所述區(qū)域的位置推斷所需信息，即人臉的位置。這種解決方案免去了照亮場景的需要。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的各種實施例，其可以是以下中單獨的或組合的:
[0013]-所述矩陣包括限定了nXm個點的η行和m列，η和/或m嚴格地大于I和小于或等于128，
[0014]-η和/或m等于8或16，
[0015]-所述熱傳感器配置為對具有遠紅外波長的輻射敏感，
[0016]-所述熱傳感器配置為對具有2到22微米、優(yōu)選是2到12微米之間波長的輻射敏感，
[0017]-所述傳感器為熱電堆，
[0018]-所述傳感器包括透鏡。
[0019]通過這種特征，尤其是具有這種限制數(shù)量點，清楚的是，與常規(guī)的視頻信號(其影像可高達640X480個點以便成功地檢測臉)相比，要使用的器件(具體是處理器件)有更多限制。
[0020]本發(fā)明還涉及顯示器，具體是平視顯示器，所述顯示器配置為在被稱為顯示高度的給定高度處顯示虛擬影像，所述顯示器包括如上所述的用于檢測的臉位置的裝置。
[0021]根據(jù)本發(fā)明的各種實施例，其可以是以下中單獨的或組合的:
[0022]-所述顯示器包括用于改變所述顯示高度的器件，
[0023]-所述處理器件配置為根據(jù)所述調整信息促動用于改變顯示高度的所述器件，
[0024]-所述顯示器包括用于傳遞光線的光學系統(tǒng)，所述光線用于顯示所述虛擬影像，其中用于改變顯示高度的所述器件包括所述光學系統(tǒng)的被稱為可動部件的至少一個部件，
[0025]-所述可動部件為反射鏡和/或半反射板，
[0026]-所述熱傳感器具有給定分辨率且所述處理器件配置為在確定所述調整值的步驟期間促動所述可動部件，以便增加所述分辨率，
[0027]-所述熱傳感器被定位且所述光學系統(tǒng)被配置使得所述光線遵循光學路徑，該光學路徑與通過所述傳感器從所述人接收的輻射所遵循的軌跡不同，
[0028]-所述顯示器包括光學元件，其用于改變所述光線所遵循的光學路徑，同時使得通過所述傳感器從所述人接收的輻射所遵循的軌跡保持不變，反過來也是如此
[0029]-所述光學元件是所述光學系統(tǒng)的部件，
[0030]-所述光學元件是所述可動光學部件，
[0031]-所述光學元件是二向色鏡，
[0032]-顯示器包括影像產生裝置，其具體設置有一個或多個激光光源。
[0033]本發(fā)明還涉及用于檢測人臉位置的方法，具體是機動車輛司機的臉，所述方法包括:
[0034]-步驟:確定可能被人占據(jù)的目標區(qū)域產生的熱量，其形式是點矩陣，所述矩陣中的每一個點代表通過所述目標區(qū)域的一部分產生的熱量，
[0035]-步驟:分析通過用于所述矩陣的點的物理量獲取的值，以便檢測至少一條調整信息，所述至少一條調整信息代表所述目標區(qū)域中所述臉的位置。
[0036]所述方法可以具體通過如上所述的檢測裝置實施。
[0037]通過參考附圖在閱讀如下描述是可更清楚地理解本發(fā)明的其他特征、細節(jié)和優(yōu)點，其中:
[0038]-圖1是設置有根據(jù)本發(fā)明的檢測裝置的平視顯示器的第一例子的示意圖；
[0039]-圖2是設置有根據(jù)本發(fā)明檢測裝置的平視顯示器的第二例子的示意圖；
[0040]-圖3是設置有根據(jù)本發(fā)明的檢測裝置的平視顯示器的第三例子的示意圖；
[0041]-圖4是設置有根據(jù)本發(fā)明的檢測裝置的平視顯示器的第四例子的示意圖；
[0042]-圖5是設置有根據(jù)本發(fā)明的檢測裝置的平視顯示器的第五例子的示意圖；
[0043]-圖6是根據(jù)本發(fā)明的檢測裝置的另一使用的示意圖。
[0044]如圖1所示，本發(fā)明首先涉及裝置I，以用于檢測人臉2的位置，特別是機動車輛司機。
[0045]所述裝置包括熱傳感器4，其配置為用于確定從可能被人占據(jù)的目標區(qū)域6產生的熱量。其例如是考慮了人的尺寸和定位方面的可能差異的區(qū)域，具體是根據(jù)被車輛司機使用的情況下所述人就坐座椅的調整范圍來確定。
[0046]所述熱傳感器使得以點(10)矩陣(8)的形式捕獲的信息實質化，所述矩陣中的每一個點10代表通過所述目標區(qū)域6的一部分產生的熱量。在這種情況下，可以看出矩陣的底部中心處的點是與所述區(qū)域6的最熱部分對應的那些點。用戶的臉2由此可以被認為處于區(qū)域的該部分中。換句話說，根據(jù)本發(fā)明，已經由此形成區(qū)域6的熱映射(thermal map)。所需的信息因此被獲得而不需要對該場景進行照射。
[0047]然而，與圖1所述不同的是，所述裝置不是必須包括用于所述矩陣的顯示介質。其包括用于對通過用于所述矩陣8中的點10的物理量獲取的值進行分析的處理器件就足夠了。例如，所述傳感器4將通過區(qū)域6的與所述矩陣8中給定點10對應的每一部分產生的熱量相關的信息轉換為電流形式，且其隨后是對通過被執(zhí)行的用于每一個點10的所述電流獲取的值的分析，具體是被測量的各種值之間的比較的形式，以由此得到具有所需信息(即臉的位置)特征的矩陣中的點10。
[0048]在建立后者之后，所述處理器件隨后可以檢測至少一條信息12，其代表所述目標區(qū)域6中所述臉2的位置。所述信息在下文稱為調整信息。實際上，如下所述，所述信息可以具體用于調整各種系統(tǒng)，對于該系統(tǒng)來說臉的位置是相關的信息。所述調整信息可以是模擬的或數(shù)字的。
[0049]如果在矩陣8中η為行數(shù)且m為列數(shù)，使得所述矩陣8包括nXm個點10，則η和/或m例如嚴格地大于I且小于或等于128。通過這些值，可以實現(xiàn)妥協(xié)，使得要使用的計算量最小化，同時具有足夠的分辨率以允許期望的定位準確性。作為有利的例子，η和/或m等于8或
16。所述矩陣可以因此具體具有64或256個點10。
[0050]所述熱傳感器4配置為例如對具有遠紅外波長的輻射敏感。其是代表臉的熱量的輻射范圍。更具體地，所述熱傳感器4配置為對具有2到22微米的波長、優(yōu)選為2到12微米波長的輻射敏感。所述傳感器4例如是熱電堆。
[0051]所述傳感器可以包括測量本體13和透鏡14，其將入射輻射16傳遞到測量本體13。所述處理器件可以位于所述測量本體13中。
[0052]如圖1到5所示，所述檢測裝置可以首先與顯示器一起使用，具體是平視顯示器，特別是用于車輛的。
[0053]本發(fā)明由此還涉及顯示器，其配置為在給定高度處(稱為顯示高度)顯示虛擬影像22，所述顯示器包括用于檢測如上所述的臉位置的裝置I。
[0054]所述顯示器例如包括影像產生裝置18，其例如具體是液晶屏或使用激光光源的掃描影像產生器。其可以進一步包括用于傳輸光線21的光學系統(tǒng)，其用于越過風擋顯示所述虛擬影像22。在該情況下所述光學系統(tǒng)包括半反射板20，且還被稱為組合器(combiner)。
[0055]所述顯示器進一步包括用于修改所述顯示高度的器件24。其例如是通過顯示器的所述光學系統(tǒng)的部件(稱為可動部件)中之一而對用于傳輸所述影像的光線21的取向起作用的機械促動器。
[0056]控制裝置的所述處理器件有利地配置為根據(jù)所述調整信息12來促動用于改變顯示高度的所述器件24。在這方面，該情況下的所述顯示器包括處理單元26。所述處理單元26配置為接收所述調整信息12和將其以促動信號28的形式傳遞到所述器件24，以用于改變影像高度。
[0057]所述可動光學部件例如是所述半反射板，可以使用用于改變所述顯示高度的器件24來調整其取向。
[0058]如圖2到5所示，在一替換實施例中，其還可以是反射鏡30，其反射在影像產生裝置18和半反射板20之間傳輸?shù)墓饩€。
[0059]根據(jù)圖1和2的實施例，所述熱傳感器4被定位且所述光學系統(tǒng)被配置使得所述光線21遵循一光學路徑，該光學路徑與通過所述傳感器從所述人接收的輻射16所遵循的軌跡不同。在圖2中，所述傳感器4位于所述半反射20的腳部。
[0060]根據(jù)圖3到5的實施例，所述光線21和所述輻射16部分地遵循相同路徑。換句話說，所述熱傳感器4定位為使得顯示器的光學系統(tǒng)的該部件或其中一個部件用于將輻射16傳遞到所述傳感器4。在該例子中，其是所述的半反射板20。
[0061]在圖4和5中，所述顯示器進一步包括光學元件34，其用于改變所述光線21所遵循的光學路徑，同時使得通過所述傳感器從所述人接收的輻射16所遵循的軌跡保持不變，或反過來也是如此。
[0062]在圖4中，所述光學元件34是額外部件。在圖5中，其是所述光學系統(tǒng)的其中一個部件，更具體地是可動光學部件30，其在該情況下可以是二向色鏡。
[0063]如此，改善傳感器分辨率，所述處理器件可以配置為在確定所述調整值的步驟期間促動所述運動部件20、30，以便增加所述分辨率。實際上，通過使用某種掃描效應，可獲得幾個矩陣8，每一個矩陣對應于可動部件20、30的給定位置。測量點的數(shù)量由此被倍增，而不需要更復雜的傳感器。
[0064]替換地，可以通過使得所述傳感器4本身或光學元件34可動而實現(xiàn)增加分辨率的相同結果。在圖2的構造中，可看到被選擇的構造可以實現(xiàn)使用相同促動器來使得所述半反射板20定向，例如用于將后者退回，和讓所述傳感器4定向，這是在考慮它們的接近程度的情況下進行的。
[0065]如圖6所示，所述檢測裝置還可以用于空氣調節(jié)系統(tǒng)(尤其是用于車輛的)。
[0066]所述系統(tǒng)由此包括所述傳感器4和所述處理器件，在該情況下其由功能塊34代表。其還包括連接到所述空氣調節(jié)系統(tǒng)的部件38的處理單元36，所述空氣調節(jié)系統(tǒng)的位置和/或取向取決于位于乘客車廂中的人2的高度位置，所述乘客車廂被所述空氣調節(jié)系統(tǒng)進行空氣調節(jié)。
[0067]本發(fā)明還涉及用于檢測人臉2的位置的方法，具體是機動車輛司機的臉，這具體相應如上所述的檢測裝置的使用。
[0068]所述方法由此至少包括:
[0069]-步驟:確定可能被人占據(jù)的目標區(qū)域6產生的熱量，其形式是點(10)矩陣(8)，所述矩陣8中的每一個點10代表通過所述目標區(qū)域6的一部分產生的熱量，
[0070]-步驟:分析通過用于所述矩陣的點的物理量獲取的值，以便檢測至少一條調整信息，所述調整信息代表所述目標區(qū)域中所述臉的位置。
【主權項】
1.一種用于檢測人臉(2)的位置的裝置(I)，尤其是機動車輛司機的臉，所述裝置包括: -熱傳感器(4)，配置為用于確定從可能被人占據(jù)的目標區(qū)域(6)產生的熱量，其是點(10)矩陣(8)的形式，所述矩陣(8)中的每一個點(10)代表通過所述目標區(qū)域(6)的一部分產生的熱量， -處理器件，用于分析通過用于所述矩陣(8)的點(10)的物理量獲取的值，以便檢測至少一條調整信息(12)，所述至少一條調整信息代表所述目標區(qū)域(6)中所述臉(2)的位置。2.如權利要求1所述的裝置，其中所述矩陣(8)包括η行和m列，限定nXm個點(10)，n和/或m嚴格地大于I且小于或等于128。3.如權利要求2所述的裝置，其中η和/或m等于8或16。4.如前述權利要求中任一項所述的裝置，其中所述熱傳感器(4)配置為對具有遠紅外波長的輻射敏感。5.如前述權利要求中任一項所述的裝置，其中所述熱傳感器(4)配置為對具有2到22微米、優(yōu)選2到12微米波長的輻射敏感。6.如前述任意權利要求所述的裝置，其中傳感器(4)是熱電堆。7.—種顯示器，特別是平視顯示器，所述顯示器配置為在被稱為顯示高度的給定高度處顯示虛擬影像(22)，所述顯示器包括如前述權利要求中任一項所述的用于檢測臉的位置的裝置(I)。8.如權利要求7所述的顯示器，包括用于改變所述顯示高度的器件(24)。9.如權利要求8所述的顯示器，其中所述處理器件配置為根據(jù)所述調整信息(12)促動所述器件(24)，以用于改變顯示高度。10.如權利要求8或9所述的顯示器，包括用于傳遞光線(21)的光學系統(tǒng)，所述光線用于顯示所述虛擬影像(22)，其中用于改變顯示高度的所述器件(24)包括所述光學系統(tǒng)的被稱為可動部件的至少一個部件。11.如權利要求10所述的顯示器，其中所述可動部件是反射鏡(30)和/或半反射板(20)。12.如權利要求10或11所述的顯示器，其中所述熱傳感器(4)具有給定分辨率且所述處理器件配置為在確定所述調整值的步驟期間促動所述可動部件(20、30)，以便增加所述分辨率。13.如權利要求10到12中任一項所述的顯示器，其中熱傳感器(4)被定位且所述光學系統(tǒng)配置為使得所述光線(21)遵循一光學路徑，所述光學路徑與通過所述傳感器從所述人接收的輻射(16)所遵循的軌跡不同。14.如權利要求10到12中任一項所述的顯示器，包括光學元件(34)，該光學元件用于改變所述光線(21)所遵循的光學路徑，同時將通過所述傳感器從所述人接收的輻射(16)所遵循的軌跡保持不變。15.—種用于檢測人臉(2)的位置的方法，尤其是機動車輛司機的臉，所述方法包括: -步驟:確定從可能被人占據(jù)的目標區(qū)域(6)產生的熱量，其是點(10)矩陣(8)的形式，所述矩陣(8)中的每一個點(10)代表通過所述目標區(qū)域(6)的一部分產生的熱量， -步驟:分析通過用于所述矩陣(8)的點(10)的物理量獲取的值，以便檢測至少一條調整信息，所述至少一條調整信息代表所述目標區(qū)域中所述臉的位置。
【文檔編號】G02B27/01GK105934699SQ201480048251
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2014年6月30日
【發(fā)明人】M.艾爾奇克
【申請人】法雷奧舒適駕駛助手公司