專利名稱：面部識(shí)別型駕駛員認(rèn)證裝置及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種駕駛員認(rèn)證裝置，具體而言，利用駕駛員的面部影像可認(rèn)證駕駛 員的駕駛員認(rèn)證裝置及其方法。
背景技術(shù)：
最近汽車上采用識(shí)別駕駛員的面部認(rèn)證駕駛員的駕駛員認(rèn)證裝置。這種駕駛員認(rèn) 證裝置可根據(jù)識(shí)別的駕駛員自動(dòng)變更汽車設(shè)置，一輛車有多位駕駛員時(shí)非常便利。
作為一個(gè)例子，傳統(tǒng)的利用紅外線攝像頭的駕駛員認(rèn)證裝置，利用發(fā)射后被駕駛 員反射回來的紅外線信號(hào)，獲得駕駛員的面部影像，對(duì)所獲得的駕駛員面部影像進(jìn)行解析， 認(rèn)證不同的駕駛員。
但是，傳統(tǒng)駕駛員認(rèn)證裝置的紅外線攝像頭安裝在方向盤背面，從下方拍攝駕駛 員的面部。因此，根據(jù)方向盤軸或靠背的角度等汽車條件，駕駛員的面部朝下時(shí)，會(huì)影響到 認(rèn)證的準(zhǔn)確性。發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)課題本發(fā)明是在上述的技術(shù)背景下提出的，其旨在于利用對(duì)應(yīng)于方向盤軸以及靠背的角度 補(bǔ)償?shù)鸟{駛員面部影像，認(rèn)證駕駛員并可以監(jiān)控駕駛員的駕駛員認(rèn)證裝置及其方法。
解決方案本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式的駕駛員認(rèn)證裝置包括，測(cè)量駕駛席靠背的角度以及方向盤軸角 度的測(cè)量部；拍攝駕駛員的面部，輸出所拍攝面部影像的拍攝部；考慮到已經(jīng)測(cè)量的靠背 以及方向盤軸的角度，按照計(jì)算的補(bǔ)償角度旋轉(zhuǎn)補(bǔ)償上述的面部影像，將補(bǔ)償?shù)拿娌坑跋?和現(xiàn)有的影像進(jìn)行比較認(rèn)真駕駛員，指示EOJ(Electronic Control Unit,電子控制單元) 將汽車設(shè)置變更為上述駕駛員已登記汽車設(shè)置的辨別部。
本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施方式的通過駕駛員認(rèn)證裝置認(rèn)真駕駛員的方法包括，從測(cè)量的 駕駛席靠背的角度以及方向盤軸的角度計(jì)算補(bǔ)償角度的階段；按照上述補(bǔ)償?shù)慕嵌刃D(zhuǎn)補(bǔ) 償所拍攝的駕駛員面部影像，生成補(bǔ)償?shù)拿娌坑跋竦碾A段；將補(bǔ)償?shù)拿娌坑跋窈突鶞?zhǔn)的影 像進(jìn)行比較認(rèn)真駕駛員的階段；指示E⑶(Electronic Control Unit)將汽車設(shè)置變更為上 述駕駛員已登記設(shè)置的階段。
有益效果按照本發(fā)明方法，考慮到方向盤軸或靠背的角度，將拍攝的駕駛員面部影像補(bǔ)償為更 接近于正面拍攝的影像，利用補(bǔ)償?shù)拿娌坑跋裾J(rèn)證駕駛員以及掌握狀態(tài)，可以提高認(rèn)證和 監(jiān)控的準(zhǔn)確度。


圖1為本發(fā)明實(shí)施方式的駕駛員認(rèn)證裝置的構(gòu)成圖；圖2為本發(fā)明實(shí)施方式的汽車駕駛席的側(cè)面圖；圖3為本發(fā)明實(shí)施方式的駕駛員認(rèn)證方法流程圖。
具體實(shí)施方式
參照附圖和下面將詳細(xì)介紹的實(shí)施方式，將明確本發(fā)明的優(yōu)特點(diǎn)以及實(shí)現(xiàn)方法。 但是，本發(fā)明并不限于下面介紹的實(shí)施方式，還可以有其他各種形態(tài)的體現(xiàn)。下面的實(shí)施 方式只是為了更完整地解釋本發(fā)明，且為了讓本發(fā)明所屬的技術(shù)領(lǐng)域掌握一般知識(shí)的從 業(yè)人員更容易理解本發(fā)明的范疇，本發(fā)明是通過權(quán)利要求的記載來劃定的。另外，本說明 書中使用的術(shù)語只是為了說明實(shí)施方式，并不是為了限定本發(fā)明。沒有特別說明的情況 下，本說明書中的單數(shù)型包括復(fù)數(shù)型。說明書中使用的〃包括(comprises)〃或〃包括的 (comprising) 〃不排除所提及到的構(gòu)成要素、階段、動(dòng)作以及/或元件之外的一個(gè)以上的其 他構(gòu)成要素、階段、動(dòng)作以及/或元件的存在或增加。
下面結(jié)合附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的具體實(shí)施方式
。圖1為本發(fā)明實(shí)施方式的駕駛員 認(rèn)證裝置構(gòu)成圖。
如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施方式的駕駛員認(rèn)證裝置10包括，測(cè)量部120、拍攝部110、 辨別部140、警告部150、輸入部130以及通信部160。
測(cè)量部120測(cè)量方向盤軸的角度以及駕駛席靠背的角度。
例如，測(cè)量部120分別安裝在方向盤軸以及靠背，利用與基準(zhǔn)面相比的方向盤軸 特定部位的高度或靠背的高度等，可以測(cè)量角度。
拍攝部110拍攝坐在駕駛席上的駕駛員的面部將所處的區(qū)域，拍攝到駕駛員的面 部。在這里，拍攝部Iio可以是固定安裝在方向盤后方的攝像頭。
辨別部140隨著汽車的啟動(dòng)而工作，確認(rèn)是否存在方向盤軸的角度以及靠背的角 度相對(duì)應(yīng)的已經(jīng)學(xué)習(xí)的基準(zhǔn)影像。
辨別部140在沒有已經(jīng)學(xué)習(xí)的基準(zhǔn)影像時(shí)，接收拍攝部110拍攝的駕駛員的面 部影像，從面部影像中提取特定模式，學(xué)習(xí)駕駛員的面部影像。辨別部140利用仿射變換 (Affine Transform)按照從方向盤軸的角度以及靠背的角度計(jì)算的補(bǔ)償角度旋轉(zhuǎn)學(xué)習(xí)的 面部影像，生成基準(zhǔn)影像。此時(shí)，駕駛員可以通過輸入部130要求登記汽車設(shè)置，登記所需 的汽車設(shè)置。在這里，汽車設(shè)置包括，多媒體裝置的音頻大小、收音機(jī)頻道的設(shè)置、側(cè)后視鏡 (Side Mirror)的設(shè)置、室內(nèi)(Room)后視鏡的設(shè)置、導(dǎo)航儀的設(shè)置以及駕駛席靠背的角度 中的至少一個(gè)。
辨別部140在存在已經(jīng)學(xué)習(xí)的基準(zhǔn)影像時(shí)，從拍攝部110接收所拍攝到的面部影 像，對(duì)駕駛員的面部影像進(jìn)行建模，利用仿射變換按照補(bǔ)償?shù)慕嵌刃D(zhuǎn)建模的面部影像，生 成更接近于正面拍攝影像的補(bǔ)償過的面部影像。
辨別部140比較補(bǔ)償?shù)拿娌坑跋袷欠衽c已經(jīng)學(xué)習(xí)的基準(zhǔn)影像一致認(rèn)證駕駛員，通 過通信部160指示該駕駛員已登記設(shè)置相對(duì)應(yīng)的汽車EOJ(Electronic Control Unit,電子 控制單元)，變更為已經(jīng)登記的設(shè)置。此時(shí)，辨別部140可以在靠背的角度以及方向盤軸的 角度相同的狀態(tài)下，利用學(xué)習(xí)的基準(zhǔn)影像認(rèn)證駕駛員。在這里，汽車ECU可以是控制多媒體 裝置、導(dǎo)航儀或側(cè)后視鏡、室內(nèi)后視鏡、靠背角度的ECU等，通過汽車網(wǎng)絡(luò)連接到駕駛員認(rèn) 證裝置10。
辨別部140在未能認(rèn)證駕駛員或沒有已經(jīng)設(shè)置的汽車設(shè)置時(shí)，可以向駕駛員指引駕駛員登記過程或?qū)嵤┢囋O(shè)置登記。
之后，辨別部140利用補(bǔ)償?shù)拿娌坑跋瘢_認(rèn)駕駛員的眼睛和面部方向，當(dāng)駕駛員超出已設(shè)定的臨界時(shí)間以上持續(xù)閉眼睛或面部朝向非前方時(shí)，可以通過警告部150警告危險(xiǎn)。
警告部150可以是按照辨別部140的指示，通過警告音或警告語警告危險(xiǎn)的喇叭。
通信部160比如說是CAN收發(fā)器(Transceiver)，接到辨別部140的汽車設(shè)置指示時(shí)，將辨別部140的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為汽車網(wǎng)絡(luò)用協(xié)議，發(fā)送到汽車網(wǎng)絡(luò)。通信部160當(dāng)然還可以將汽車網(wǎng)絡(luò)的信號(hào)傳遞給辨別部140。
另外，辨別部140在方向盤軸的角度以及靠背的角度發(fā)生變化時(shí)，重新計(jì)算補(bǔ)償角度，利用重新計(jì)算的補(bǔ)償角度可以補(bǔ)償駕駛員的面部影像。
另外，辨別部140要求駕駛員低頭的狀態(tài)下維持一定時(shí)間，在該狀態(tài)下拍攝的影像可以決定作為基準(zhǔn)影像。因此，辨別部140可以更加準(zhǔn)確掌握駕駛員的面部輪廓、眼珠的大小、嘴的大小、鼻子的形象等特定模式，并在補(bǔ)償影像時(shí)加以利用。
如上所述，本發(fā)明的辨別部140旋轉(zhuǎn)補(bǔ)償所拍攝駕駛員的面部影像，使之更接近于正面拍攝的影像，用于駕駛員認(rèn)證，提高駕駛員認(rèn)證以及駕駛不注意監(jiān)控的準(zhǔn)確度。
下面結(jié)合附圖2說明辨別部演算補(bǔ)償角度的方法。圖2為本發(fā)明實(shí)施方式的汽車駕駛席側(cè)面圖。
如圖2所示，拍攝部110位于b點(diǎn)，方向盤軸的角度為G1，駕駛席的角度為θ2時(shí)， 拍攝部110向Z軸方向從下方拍攝駕駛員的面部。即，辨別部140會(huì)接收到拍攝角度過分偏下，多少有些難以辨別眼睛的狀態(tài)以及面部方向的駕駛員面部影像。
因此，辨別部140從方向盤軸的角度以及駕駛席的角度中算出補(bǔ)償角度(Θ 3 + Θ 4)，并按補(bǔ)償角度旋 轉(zhuǎn)面部影像的下方，生成更接近于正面拍攝影像的補(bǔ)償影像。
在這里，辨別部140可以利用下面的數(shù)學(xué)式I計(jì)算補(bǔ)償角度。具體而言，93為 Z cad的同位角，對(duì)于Λ abd以及Λ acd的關(guān)系與Θ i相同，由于ef線和gh線平行，Θ 4為 θ2-90°，所以補(bǔ)償角度如下面的數(shù)學(xué)式1:數(shù)學(xué)式Iθ3 十 G4 = θι 十 θ.,-90。
在這里，方向盤軸角度Q1SZabd,靠背的角度02SZghf，b點(diǎn)為拍攝部110 透鏡的中心，X軸為始于拍攝部110透鏡的中心b點(diǎn)的垂直于透鏡的線。還有，g點(diǎn)為駕駛席靠背上的點(diǎn)，f為駕駛席座位上的點(diǎn)，h點(diǎn)是gh線和fh線相交的駕駛席上的鉸鏈點(diǎn)，gh 線是駕駛席靠背線，fh是駕駛席坐席線。并且，d點(diǎn)是始于b點(diǎn)的水平線，到達(dá)駕駛席靠背的點(diǎn)，a點(diǎn)是y軸與X軸相交的點(diǎn)，c點(diǎn)經(jīng)過a點(diǎn),是與h點(diǎn)相交的ah線與bd線相會(huì)的點(diǎn)， e點(diǎn)是af線上的延長(zhǎng)線上的點(diǎn)。
下面結(jié)合附圖3介紹本發(fā)明實(shí)施方式的駕駛員認(rèn)證方法。圖3為本發(fā)明實(shí)施方式的駕駛員認(rèn)證方法流程圖。
如圖3所示，駕駛員認(rèn)證裝置10在汽車啟動(dòng)后，測(cè)量方向盤軸的角度以及駕駛席靠背的角度(S310)。
駕駛員認(rèn)證裝置10啟動(dòng)攝像頭拍攝駕駛席上的駕駛員面部(S320)。
駕駛員認(rèn)證裝置10從方向盤軸的角度以及駕駛席靠背的角度計(jì)算相應(yīng)的補(bǔ)償角 度(S330)。
駕駛員認(rèn)證裝置10確認(rèn)是否有從方向盤軸的角度以及駕駛席靠背的角度已經(jīng)學(xué) 習(xí)的基準(zhǔn)影像(S340)。
駕駛員認(rèn)證裝置10在沒有基準(zhǔn)影像時(shí)，利用仿射變換按補(bǔ)償?shù)慕嵌刃D(zhuǎn)駕駛員 的面部影像，生成補(bǔ)償?shù)拿娌坑跋?S350)。
駕駛員認(rèn)證裝置10將補(bǔ)償?shù)拿娌坑跋窈突鶞?zhǔn)影像進(jìn)行比較，一致時(shí)認(rèn)證駕駛員 (S360)。
駕駛員認(rèn)證裝置10在認(rèn)證駕駛員后，調(diào)取認(rèn)證的駕駛員登記的汽車設(shè)置，指示 E⑶將汽車設(shè)置變更為已經(jīng)登記的設(shè)置(S370)。
駕駛員認(rèn)證裝置10利用補(bǔ)償?shù)拿娌坑跋翊_認(rèn)駕駛員是否有不注意的行為 (S380)。在這里，當(dāng)駕駛員超出已設(shè)定的臨界時(shí)間閉著眼睛或超出臨界時(shí)間持續(xù)向非前方 的方向扭頭時(shí)，駕駛員認(rèn)證裝置10會(huì)判斷駕駛員存在不注意的行為。
駕駛員認(rèn)證裝置10發(fā)現(xiàn)駕駛員的不注意行為時(shí)，會(huì)通過警告音警告危險(xiǎn)(S380)。
一方面，駕駛員認(rèn)證裝置10在沒有發(fā)現(xiàn)基準(zhǔn)影像時(shí)，從駕駛員的面部影像中提取 出特定的模式學(xué)習(xí)駕駛員的面部影像，利用仿射變換(Affine Transform)按補(bǔ)償?shù)慕嵌刃?轉(zhuǎn)學(xué)習(xí)的面部影像，生成基準(zhǔn)影像(S400)。
并且，駕駛員認(rèn)證裝置10在無法認(rèn)證駕駛員時(shí)，通過登記過程完成駕駛員以及汽 車設(shè)置的登記，實(shí)施(S380)階段(S410)。
另外，駕駛員認(rèn)證裝置10在汽車啟動(dòng)后方向盤軸的角度以及靠背的角度發(fā)生變 化時(shí)，重新計(jì)算補(bǔ)償角度，利用重新計(jì)算的補(bǔ)償角度補(bǔ)償駕駛員的面部影像。
如上所述，本發(fā)明方法考慮到方向盤軸或靠背的角度生成更接近于正面拍攝影像 的補(bǔ)償過的駕駛員面部影像。利用補(bǔ)償?shù)拿娌坑跋裢瓿神{駛員認(rèn)證以及狀態(tài)了解，可以提 高認(rèn)證和監(jiān)控的準(zhǔn)確度。
以上結(jié)合具體實(shí)施方式
和附圖詳細(xì)介紹了本發(fā)明的構(gòu)成，但這只是例示的，在本 發(fā)明所屬的技術(shù)領(lǐng)域掌握一定知識(shí)的從業(yè)人員都應(yīng)該明白不超出本發(fā)明技術(shù)思想的范疇 內(nèi)可以進(jìn)行各種變形。因此，本發(fā)明的范疇不應(yīng)局限于以上說明的實(shí)施方式，而應(yīng)該通過權(quán) 利要求范圍以及與權(quán)利要求的范圍均等的內(nèi)容來劃定。
權(quán)利要求
1.一種面部識(shí)別型駕駛員認(rèn)證裝置，其特征在于，包括 測(cè)量駕駛席靠背的角度以及方向盤軸角度的測(cè)量部； 拍攝駕駛員的面部，輸出所拍攝面部影像的拍攝部；以及 按照考慮測(cè)量的靠背以及方向盤軸的角度計(jì)算的補(bǔ)償角度旋轉(zhuǎn)補(bǔ)償上述的面部影像，將經(jīng)過補(bǔ)償?shù)拿娌坑跋窈蜕鲜鲴{駛員的基準(zhǔn)影像進(jìn)行比較認(rèn)證駕駛員，并向電子控制單元指示將上述的汽車設(shè)置變更為駕駛員已登錄設(shè)置的辨別部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的面部識(shí)別型駕駛員認(rèn)證裝置，其特征在于，上述的辨別部， 利用上述補(bǔ)償過的面部影像，確認(rèn)駕駛員是否超過已經(jīng)設(shè)定的臨界時(shí)間以上持續(xù)向前方以外的方向扭頭或者閉眼的狀態(tài)，當(dāng)駕駛員處于不注意狀態(tài)時(shí)，通過警告音或警告語向駕駛員警告危險(xiǎn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的面部識(shí)別型駕駛員認(rèn)證裝置，其特征在于，上述的辨別部， 在沒有上述駕駛員登記的設(shè)置時(shí)，指引車輛設(shè)置的登記，當(dāng)駕駛員在車輛設(shè)置的登記過程中通過輸入部要求保存室內(nèi)后視鏡、側(cè)后視鏡、靠背、導(dǎo)航儀，多媒體裝置，等裝置中的至少一項(xiàng)的設(shè)置時(shí)，將要求的上述車輛設(shè)置與駕駛員對(duì)應(yīng)保存。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的面部識(shí)別型駕駛員認(rèn)證裝置，其特征在于，上述的辨別部， 在沒有基準(zhǔn)的影像時(shí)，從上述駕駛員的面部影像中提取出特征矢量，學(xué)習(xí)駕駛員的面部影像，利用所學(xué)習(xí)的面部影像生成對(duì)應(yīng)于靠背以及方向盤軸角度的基準(zhǔn)影像。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的面部識(shí)別型駕駛員認(rèn)證裝置，其特征在于，上述的辨別部， 通過仿射變換按照從靠背的角度和方向盤軸角度減去90°的補(bǔ)償角度,旋轉(zhuǎn)補(bǔ)償面部影像，轉(zhuǎn)換成更接近于正面拍攝影像的面部影像。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的面部識(shí)別型駕駛員認(rèn)證裝置，其特征在于，上述的辨別部， 在汽車啟動(dòng)或靠背的角度和方向盤軸角度有變化時(shí)，重新計(jì)算補(bǔ)償角度，利用重新計(jì)算的補(bǔ)償角度旋轉(zhuǎn)補(bǔ)償面部影像。
7.一種利用駕駛員認(rèn)證裝置認(rèn)證駕駛員的方法，其特征在于，包括 從測(cè)量的駕駛席靠背的角度以及方向盤軸的角度計(jì)算補(bǔ)償角度的階段； 按照上述的補(bǔ)償角度旋轉(zhuǎn)補(bǔ)償所拍攝的駕駛員的面部影像，生成上述補(bǔ)償?shù)拿娌坑跋竦碾A段； 將補(bǔ)償?shù)拿娌坑跋窈突鶞?zhǔn)的影像進(jìn)行比較，認(rèn)證駕駛員的階段； 指示汽車電子控制單元將上述的設(shè)置變更為駕駛員已登記設(shè)置的階段。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的利用駕駛員認(rèn)證裝置認(rèn)證駕駛員的方法，其特征在于，還包括， 利用上述補(bǔ)償?shù)拿娌坑跋?，確認(rèn)駕駛員是否超出設(shè)置的臨界時(shí)間以上向非前方之外的方向扭頭或閉眼睛的階段； 上述的駕駛員處于不注意狀態(tài)時(shí)，通過警告音或警告語向駕駛員警告危險(xiǎn)的階段。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的利用駕駛員認(rèn)證裝置認(rèn)證駕駛員的方法，其特征在于，上述的指示階段還包括， 不存在上述駕駛員已登記的設(shè)置時(shí)，指引駕駛員登記汽車設(shè)置的階段；上述駕駛員在汽車設(shè)置的登記過程中要求保存，室內(nèi)后視鏡、側(cè)后視鏡、靠背、導(dǎo)航儀、多媒體裝置中至少一個(gè)的汽車設(shè)置時(shí)，將請(qǐng)求的汽車設(shè)置和上述駕駛員對(duì)應(yīng)保存的階段。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的利用駕駛員認(rèn)證裝置認(rèn)證駕駛員的方法，其特征在于， 上述計(jì)算階段包括，靠背的角度和方向盤軸角度加在一起的角度中減去90度，計(jì)算補(bǔ)償角度的階段。
全文摘要
本發(fā)明涉及面部識(shí)別型駕駛員認(rèn)證裝置及其方法，其特征在于，該裝置包括測(cè)量駕駛席靠背的角度以及方向盤軸角度的測(cè)量部；拍攝駕駛員的面部，輸出所拍攝面部影像的拍攝部；按照考慮測(cè)量的靠背以及方向盤軸的角度計(jì)算的補(bǔ)償角度旋轉(zhuǎn)補(bǔ)償上述的面部影像，將經(jīng)過補(bǔ)償?shù)拿娌坑跋窈蜕鲜鲴{駛員的基準(zhǔn)影像進(jìn)行比較認(rèn)證駕駛員，并向ECU(Electronic Control Unit)指示將上述的汽車設(shè)置變更為駕駛員已登錄設(shè)置的辨別部。
文檔編號(hào)B60R25/20GK103010159SQ20121034367
公開日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2012年9月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月21日
發(fā)明者姜柄準(zhǔn), 李文都, 卞吾星, 鄭純煜 申請(qǐng)人:現(xiàn)代摩比斯株式會(huì)社