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JP2006350844A - Command input device - Google Patents

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JP2006350844A
JP2006350844A JP2005178332A JP2005178332A JP2006350844A JP 2006350844 A JP2006350844 A JP 2006350844A JP 2005178332 A JP2005178332 A JP 2005178332A JP 2005178332 A JP2005178332 A JP 2005178332A JP 2006350844 A JP2006350844 A JP 2006350844A
Authority
JP
Japan
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background
temperature
hand
input device
heating
Prior art date
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Pending
Application number
JP2005178332A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masaki Hirota
正樹 廣田
Makoto Iwashima
誠 岩島
Yoshimi Ota
最実 太田
Yasuhiro Fukuyama
康弘 福山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Publication date
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Priority to US11/887,830 priority patent/US20090287361A1/en
Priority to EP06729727A priority patent/EP1868849A1/en
Priority to PCT/JP2006/305760 priority patent/WO2006109476A1/en
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Abstract

【課題】赤外線カメラの撮像データからハンドコマンドを正確に抽出・判定する。
【解決手段】所定の検出領域を撮像する赤外線カメラ10と、撮像データに基づいて乗員の手の形状および/または手の動きを抽出する抽出手段21と、抽出された手の形状および/または手の動きに対応するコマンドを判定する判定手段22と、判定されたコマンドを実行させる実行手段23と、赤外線カメラ10が撮像する検出領域の背景面を、乗員の温度に赤外線カメラ10の最小温度分解能を加えた第1所定温度よりも高い温度となるように加温する背景加温手段50を備えた。
【選択図】 図1
A hand command is accurately extracted and determined from imaging data of an infrared camera.
An infrared camera 10 for imaging a predetermined detection area, an extraction means 21 for extracting the shape and / or movement of a passenger's hand based on imaging data, and the extracted hand shape and / or hand. A determination unit 22 for determining a command corresponding to the movement of the vehicle, an execution unit 23 for executing the determined command, and a background surface of a detection area imaged by the infrared camera 10 to the temperature of the occupant, the minimum temperature resolution of the infrared camera 10 The background warming means 50 for warming so as to be higher than the first predetermined temperature to which is added is provided.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、車載コンピュータに対するコマンドであって、乗員により表現されるコマンドの入力を受け付けるコマンド入力装置に関し、特に、赤外線カメラを用いたコマンド入力装置に関する。   The present invention relates to a command input device that receives a command input to a vehicle-mounted computer and expressed by an occupant, and more particularly to a command input device using an infrared camera.

車両に搭載される車載機器の多様化に伴い、ドライバが行う入力操作は複雑化している。運転中のドライバの負担を軽減するため、運転者がステアリングを握りながら差し出した指の形状や動きをイメージセンサで認識し、指の形状や動きに応じたコマンドを受け付ける入力装置が提案されている。通常のカメラでは撮像が難しい夜間や暗い場所でも指の形状等を認識できるようにするため、この種の装置においては、対象物から放出される赤外線を検出する赤外線イメージセンサを採用するものがある(特許文献1、特許文献2参照)。   With the diversification of in-vehicle devices mounted on vehicles, input operations performed by drivers have become complicated. In order to reduce the burden on the driver while driving, an input device has been proposed that recognizes the shape and movement of the finger that the driver has pushed out while grasping the steering wheel with an image sensor and receives commands according to the shape and movement of the finger. . In order to be able to recognize the shape of a finger at night or in dark places where it is difficult to capture images with a normal camera, some devices of this type employ an infrared image sensor that detects infrared rays emitted from an object. (See Patent Document 1 and Patent Document 2).

しかしながら、季節、気温、乗員の温度(体温、手の温度等)によっては、検出対象物となる手と背景の温度差(赤外線量の差)が小さいため、手の形状や動きを背景から抽出することができず、運転者が提示したコマンドが認識不能又は誤認識されてしまうという問題があった。
特開2001−216069号公報 特開2003−131785号公報
However, depending on the season, temperature, and occupant temperature (body temperature, hand temperature, etc.), the temperature difference between the hand to be detected and the background (difference in the amount of infrared rays) is small, so the shape and movement of the hand are extracted from the background. There is a problem that the command presented by the driver cannot be recognized or is erroneously recognized.
JP 2001-216069 A JP 2003-131785 A

本発明は、乗員が示した手の形状等によるコマンドの認識率を向上させることを目的とする。   An object of the present invention is to improve the recognition rate of a command based on the shape of a hand indicated by an occupant.

この発明によれば、赤外線カメラが所定の検出領域を撮像して得た撮像データに基づいて乗員の手の形状および/または手の動きを抽出し、抽出された手の形状および/または手の動きに対応するコマンドを判定し、判定されたコマンドを実行させるコマンド入力装置であって、赤外線カメラが撮像する検出領域の背景面を、乗員の温度に前記赤外線カメラの最小温度分解能を加えた第1所定温度よりも高い温度となるように加温する背景加温手段をさらに備えたコマンド入力装置が提供される。   According to the present invention, an occupant's hand shape and / or hand movement is extracted based on imaging data obtained by an infrared camera imaging a predetermined detection area, and the extracted hand shape and / or hand motion is extracted. A command input device for determining a command corresponding to a motion and executing the determined command, wherein a background surface of a detection area captured by an infrared camera is added to a passenger's temperature by adding the minimum temperature resolution of the infrared camera. (1) A command input device further provided with background heating means for heating to a temperature higher than a predetermined temperature is provided.

これにより、認識対象となる手と背景面との間に温度差を生じさせることができるため、季節、気温、運転者の手の温度等の影響を受けずに、乗員が示した手の形状等によるコマンドを正確に認識することができる。   As a result, a temperature difference can be generated between the hand to be recognized and the background surface, so that the shape of the hand shown by the occupant is not affected by the season, temperature, temperature of the driver's hand, etc. Etc. can be recognized accurately.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
本実施形態のコマンド入力装置100は車両に搭載され、図1に示すように乗員が車両のステアリングを握りながら手若しくは指の形態(差し出した指・差し出した指の本数など)又は手若しくは指の動作により表現したコマンドの入力を受け付ける。本実施形態のコマンドは、車両搭載のオーディオ装置、エアコン、ナビゲーション装置等の車載装置に対する制御命令である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
The command input device 100 according to the present embodiment is mounted on a vehicle, and as shown in FIG. 1, the occupant grips the steering of the vehicle and forms a hand or finger (such as the number of fingers and fingers that are extended) or the hand or fingers. Accepts command input expressed by actions. The command of this embodiment is a control command for in-vehicle devices such as an on-vehicle audio device, an air conditioner, and a navigation device.

図2には、本実施形態のコマンド入力装置100のブロック構成を示した。図2に示すように、コマンド入力装置100は、赤外線カメラ10と、入力制御装置20と、背景加熱手段50とを備えている。コマンド入力装置100は、外部の車載装置200と車載LANにより情報授受が可能なように接続されている。コマンド入力装置100は、車載LANを介して受け付けたコマンドを車載装置200に向けて送出する。   FIG. 2 shows a block configuration of the command input device 100 of the present embodiment. As shown in FIG. 2, the command input device 100 includes an infrared camera 10, an input control device 20, and a background heating unit 50. The command input device 100 is connected to an external in-vehicle device 200 so as to be able to exchange information via an in-vehicle LAN. The command input device 100 sends a command received via the in-vehicle LAN toward the in-vehicle device 200.

本実施形態のコマンド入力装置100は、乗員によって示されたコマンドを赤外線カメラ10で撮像し、その撮像データに基づいてコマンドの抽出・判定を行う。図3に、赤外線カメラ10の配置を示した。図3は乗員の手7がステアリングを握った状態を上方から見下ろした場合の検出領域6を示す。図3に示すように、本実施形態の赤外線カメラ10は、ステアリングコラム2に取り付けられており、ステアリング1を握る乗員の手7と背景面となるフロントドア4の内壁面とを含む所定の検出領域を撮像し、検出領域内の背景面と乗員の手の赤外線データを取得する。このように検出領域を設定したのは、撮像データに乗員の手と背景以外の対象物、例えばその乗員の身体の一部を含まないようにするためである。これにより、背景面と検出対象となる乗員の手のみを撮像することができるため、乗員が示す手の形態等を正確に抽出することができる。なお、図3では右側ステアリング車両における各構成の配置を示したが、左側ステアリング車両では左右が反対の位置関係となる。   The command input device 100 of the present embodiment captures a command indicated by an occupant with the infrared camera 10 and extracts and determines a command based on the captured image data. FIG. 3 shows the arrangement of the infrared camera 10. FIG. 3 shows the detection region 6 when the occupant's hand 7 holds the steering wheel as viewed from above. As shown in FIG. 3, the infrared camera 10 of the present embodiment is attached to the steering column 2 and includes a predetermined detection including an occupant's hand 7 holding the steering 1 and an inner wall surface of the front door 4 serving as a background surface. The area is imaged, and infrared data of the background surface and the occupant's hand in the detection area is acquired. The reason why the detection area is set in this manner is to prevent the imaging data from including an occupant's hand and an object other than the background, for example, a part of the occupant's body. Accordingly, since only the background surface and the hand of the occupant to be detected can be imaged, it is possible to accurately extract the shape of the hand indicated by the occupant. Although FIG. 3 shows the arrangement of each component in the right steering vehicle, the left and right steering vehicles have the opposite positional relationship.

同図に示すように、本実施形態では、赤外線カメラ10が撮像する検出領域の背景面となるフロントドア4の内壁面を加熱する背景加熱手段50を設けた。本実施形態の背景加熱手段50は電気式の発熱体51(51A〜51F)であり、赤外線カメラ10により撮像される領域のフロントドア4の内壁面の内側に埋め込まれている。   As shown in the figure, in the present embodiment, the background heating means 50 for heating the inner wall surface of the front door 4 serving as the background surface of the detection region imaged by the infrared camera 10 is provided. The background heating means 50 of the present embodiment is an electric heating element 51 (51A to 51F) and is embedded inside the inner wall surface of the front door 4 in the area imaged by the infrared camera 10.

また、本実施形態の背景加熱手段50は、発熱体51の加熱を制御する加熱コントローラ52を備え、赤外線カメラ10が撮像する検出領域の背景面を、乗員の温度に赤外線カメラ10の最小温度分解能(NETD:Noise Equivalent Temp. Difference)を加えた第1所定温度よりも高い温度となるように加温する。具体的に、加熱コントローラ52は、背景面の温度を検出する背景面温度センサ521を備え、背景面温度センサ521が測定した背景面の温度が第1所定温度未満である場合には、第1所定温度となるまで背景面を加熱する。   Further, the background heating means 50 of the present embodiment includes a heating controller 52 that controls heating of the heating element 51, and the background surface of the detection region imaged by the infrared camera 10 is converted into the minimum temperature resolution of the infrared camera 10 to the occupant temperature. It heats so that it may become temperature higher than the 1st predetermined temperature which added (NETD: Noise Equivalent Temp. Difference). Specifically, the heating controller 52 includes a background surface temperature sensor 521 that detects the temperature of the background surface, and when the temperature of the background surface measured by the background surface temperature sensor 521 is lower than the first predetermined temperature, the first is detected. The background surface is heated until a predetermined temperature is reached.

本例の第1所定温度は「乗員の温度」に最小温度分解能を加えた値である。この「乗員の温度」は任意に定義することができ、例えば、予め設定した「乗員の体温」を「乗員の温度」と定義してもよいし、予め設定した「乗員の手の温度」を「乗員の温度」と定義してもよい。乗員の体温や乗員の手の温度は、十分数のモニタの手の温度の実測値に基づいて予め算出しておくことが好ましいが、コマンド入力装置100を使用する乗員の温度の実測値に基づいて定義してもよい。つまり、赤外線カメラ10の撮像データに基づいて乗員の体温や手の温度を測定し、その測定値に基づいて「乗員の温度」を設定してもよい。なお、最小温度分解能の温度値は、搭載する赤外線カメラ10それぞれの最小温度分解能の温度値に基づいて予め設定する。   The first predetermined temperature in this example is a value obtained by adding a minimum temperature resolution to the “occupant temperature”. The “occupant temperature” can be arbitrarily defined. For example, the preset “occupant temperature” may be defined as “occupant temperature”, or the preset “occupant hand temperature” may be defined. It may be defined as “occupant temperature”. The body temperature of the occupant and the temperature of the occupant's hands are preferably calculated in advance based on the actual measured values of the temperature of a sufficient number of monitor hands, but based on the actual measured values of the occupant using the command input device 100. May be defined. That is, the occupant's body temperature and hand temperature may be measured based on the imaging data of the infrared camera 10, and the “occupant temperature” may be set based on the measured value. The temperature value of the minimum temperature resolution is set in advance based on the temperature value of the minimum temperature resolution of each infrared camera 10 to be mounted.

特に限定されないが、背景加熱手段50は検出領域周囲の温度を検出する周囲温度モニタ53を備え、加熱コントローラ52は検出した検出領域周囲の温度が第2所定温度よりも低い場合には、背景面を加熱する熱量を減ずるように制御することが好ましい。検出領域周囲の温度が低い場合には、検出対象となる乗員の温度(乗員の体温、乗員の手の温度を含む)も低くなると推察できる。このため、本例では、乗員の温度の低下に応じて背景面に加える熱量も低減させ、背景面の加熱を過剰に行わないように熱量を制御する。これにより背景面の加熱に要する消費エネルギーを節約することができる。   Although not particularly limited, the background heating means 50 includes an ambient temperature monitor 53 that detects the temperature around the detection area, and the heating controller 52 detects the background surface when the detected temperature around the detection area is lower than the second predetermined temperature. It is preferable to control so as to reduce the amount of heat for heating. When the temperature around the detection area is low, it can be inferred that the temperature of the occupant to be detected (including the occupant's body temperature and the temperature of the occupant's hand) also decreases. For this reason, in this example, the amount of heat applied to the background surface is reduced in accordance with a decrease in the temperature of the occupant, and the amount of heat is controlled so as not to overheat the background surface. Thereby, energy consumption required for heating the background surface can be saved.

本実施形態の背景加熱手段50は、検出領域の背景面を加温できるヒータであれば特に限定されないが、具体的な態様を図4〜図9に示した。   Although the background heating means 50 of this embodiment will not be specifically limited if it is a heater which can heat the background surface of a detection area | region, the specific aspect was shown in FIGS.

図4(A)は、点在させた複数の発熱体51Aを有する背景加熱手段50を示した。この背景加熱手段50はドア内壁面4の内側に内蔵されている。図4(B)に、図4(A)に示した背景加熱手段50の一部Pを拡大して示した。各発熱体51Aは電気的に接続され、背景面を一様に加熱する。これにより、全面を加熱するよりも消費エネルギーを節約することができる。   FIG. 4A shows the background heating means 50 having a plurality of heating elements 51A interspersed. The background heating means 50 is built inside the door inner wall surface 4. FIG. 4B shows an enlarged part P of the background heating means 50 shown in FIG. Each heating element 51A is electrically connected to uniformly heat the background surface. Thereby, energy consumption can be saved compared with heating the entire surface.

図5(A)は、検出領域内の所定点から放射状に配置された線状の発熱体51Bを有する背景加熱手段50を示した。所定点の位置は特に限定されないが、検出領域において撮像される乗員の掌の中央部分に設定することが好ましい。この背景加熱手段50はドア内壁面4の内側に内蔵されている。図5(B)に、図5(A)に示した背景加熱手段50に手の像を重ねた状態を示した。手の指は放射状に延びているため、放射状に設けられた発熱体51Bが、背景面中の指に対応する部分を効率的に加熱することができる。これにより、指と背景との温度差を効率的に生成することができ、全面を加熱するよりも消費エネルギーを節約することができる。   FIG. 5A shows the background heating means 50 having linear heating elements 51B arranged radially from a predetermined point in the detection region. The position of the predetermined point is not particularly limited, but is preferably set at the center of the occupant's palm imaged in the detection area. The background heating means 50 is built inside the door inner wall surface 4. FIG. 5B shows a state in which a hand image is superimposed on the background heating unit 50 shown in FIG. Since the fingers of the hand extend radially, the heating elements 51B provided radially can efficiently heat the portions corresponding to the fingers in the background surface. Thereby, a temperature difference between the finger and the background can be efficiently generated, and energy consumption can be saved as compared with heating the entire surface.

図6(A)は、網目状に配置された線状の発熱体51Cを有する背景加熱手段50を示した。この背景加熱手段50はドア内壁面4の内側に内蔵されている。図6(B)に、図6(A)に示した背景加熱手段50に手の像を重ねた状態を示した。各発熱体51Cは電気的に接続され、背景面を一様に加熱する。これにより、全面を加熱するよりも消費エネルギーを節約することができる。また、手の指は放射状に延びており、手の指と網目状の発熱体51Cとが交差するため、発熱体の位置(発熱体により特に加熱される部分の位置)を基準として手の大きさや指の位置を判断することができる。   FIG. 6A shows the background heating means 50 having linear heating elements 51C arranged in a mesh pattern. The background heating means 50 is built inside the door inner wall surface 4. FIG. 6B shows a state in which a hand image is superimposed on the background heating means 50 shown in FIG. Each heating element 51C is electrically connected to uniformly heat the background surface. Thereby, energy consumption can be saved compared with heating the entire surface. In addition, since the fingers of the hand extend radially and the fingers of the hand intersect with the mesh-like heating element 51C, the size of the hand is determined with reference to the position of the heating element (the position of the portion that is particularly heated by the heating element). The position of the sheath finger can be determined.

図7(A)は、扇状に配置された線状の発熱体51Dを有する背景加熱手段50を示した。この背景加熱手段50はドア内壁面4の内側に内蔵されている。図7(B)に、図7(A)に示した背景加熱手段50に手の像を重ねた状態を示した。手の指は放射状に延びているため、放射状に設けられた発熱体51Dが、背景面中の指に対応する部分を効率的に加熱することができる。これにより、検出対象となる指と背景面との温度差を効率的に生成することができ、全面を加熱するよりも消費エネルギーを節約することができる。また、特に限定されないが、発熱体51Dは、手の形状等を抽出する際の特徴点Qを通過するように配置させることが好ましい。このようにすることで、手の特徴点と対応する背景面との間に効率的に温度差を生成することができ、手の形状等を正確に認識することができる。   FIG. 7A shows the background heating means 50 having a linear heating element 51D arranged in a fan shape. The background heating means 50 is built inside the door inner wall surface 4. FIG. 7B shows a state in which a hand image is superimposed on the background heating unit 50 shown in FIG. Since the fingers of the hand extend radially, the heating elements 51D provided radially can efficiently heat the portions corresponding to the fingers in the background surface. Thereby, the temperature difference between the finger to be detected and the background surface can be efficiently generated, and energy consumption can be saved as compared with heating the entire surface. Further, although not particularly limited, the heating element 51D is preferably arranged so as to pass through the feature point Q when extracting the shape of the hand or the like. By doing in this way, a temperature difference can be efficiently generated between the feature point of the hand and the corresponding background surface, and the shape of the hand and the like can be recognized accurately.

図8(A)は、同心円状に配置された線状の発熱体51Eを有する背景加熱手段50を示した。この背景加熱手段50はドア内壁面4の内側に内蔵されている。図8(B)に、図8(A)に示した背景加熱手段50に手の像を重ねた状態を示した。各発熱体51Eは電気的に接続され、背景面を一様に加熱する。これにより、全面を加熱するよりも消費エネルギーを節約することができる。また、一般に手の指は放射状に延びており、手の指と同心円状の発熱体51Eとが交差するため、発熱体の位置(発熱体により特に加熱される部分の位置)を基準として手の大きさや指の位置を判断することができる。   FIG. 8A shows a background heating means 50 having linear heating elements 51E arranged concentrically. The background heating means 50 is built inside the door inner wall surface 4. FIG. 8B shows a state in which a hand image is superimposed on the background heating means 50 shown in FIG. Each heating element 51E is electrically connected to uniformly heat the background surface. Thereby, energy consumption can be saved compared with heating the entire surface. In general, the fingers of the hand extend radially, and the fingers of the hand intersect with the concentric heating element 51E. Therefore, the position of the heating element (the position of the part heated particularly by the heating element) is used as a reference. The size and finger position can be determined.

図9(A)は、螺旋状に配置された線状の発熱体51Fを有する背景加熱手段50を示した。この背景加熱手段50はドア内壁面4の内側に内蔵されている。図9(B)に、図9(A)に示した背景加熱手段50に手の像を重ねた状態を示した。各発熱体51Fは電気的に接続され、背景面を一様に加熱する。これにより、全面を加熱するよりも消費エネルギーを節約することができる。また、一般に手の指は放射状に延びており、手の指と同心円状の発熱体51Eとが交差するため、発熱体の位置(発熱体により特に加熱される部分の位置)を基準として手の大きさや指の位置を判断することができる。また、本例の背景加熱手段50は1本の線状の発熱体51Fで構成できるので、電気的な接続が複雑になることを防ぐことができる。特に限定されないが、螺旋状に配置させた線状の発熱体を回転させる回転機構をさらに備えることが好ましい。螺旋状の発熱体51Fが回転することにより、背景面全体を斑なく加熱することができる。   FIG. 9A shows the background heating means 50 having a linear heating element 51F arranged in a spiral shape. The background heating means 50 is built inside the door inner wall surface 4. FIG. 9B shows a state in which a hand image is superimposed on the background heating unit 50 shown in FIG. Each heating element 51F is electrically connected to uniformly heat the background surface. Thereby, energy consumption can be saved compared with heating the entire surface. In general, the fingers of the hand extend radially, and the fingers of the hand intersect with the concentric heating element 51E. Therefore, the position of the heating element (the position of the part heated particularly by the heating element) is used as a reference. The size and finger position can be determined. Moreover, since the background heating means 50 of this example can be comprised with the one linear heating element 51F, it can prevent that an electrical connection becomes complicated. Although not particularly limited, it is preferable to further include a rotation mechanism that rotates a linear heating element arranged in a spiral shape. By rotating the spiral heating element 51F, the entire background surface can be heated without spots.

以上のように構成された背景加熱手段50の温度調節動作を図10のフローチャートに基づいて説明する。   The temperature adjustment operation of the background heating means 50 configured as described above will be described based on the flowchart of FIG.

図10に示すように、動作開始後(S1)、背景面温度センサ521は、検出領域の背景面となる車両フロントドア4の内壁面の温度T1を検出する(S2)。検出した背景面の温度T1が予め設定された第1所定温度P1よりも低いか否かを判断する(S3)。第1所定温度P1の設定手法は特に限定されないが、図11(A)に示すように、本例では乗員の体温(乗員の温度に対応)37℃に最小温度分解能値よりも大きいαを加えた温度を第1所定温度と定義した。加熱コントローラ53は、背景面の温度T1が第1所定温度P1よりも低い場合(S3でYes)、背景面の加熱を開始する(S4)。加熱開始後、背景面温度センセ521は背景面の温度を監視する。加熱コントローラ53は背景面の温度T1が第1所定温度P1以上となるまで背景面を加熱する(S5でNo)。加熱コントローラ53は背景面の温度T1が第1所定温度P1以上となったら(S5でYes)、背景面の加熱を中止する(S6)。背景面温度センサ521は背景面の温度の監視を終了命令が入力されるまで継続する(S7〜S9)。   As shown in FIG. 10, after the operation is started (S1), the background surface temperature sensor 521 detects the temperature T1 of the inner wall surface of the vehicle front door 4 serving as the background surface of the detection region (S2). It is determined whether or not the detected background temperature T1 is lower than a preset first predetermined temperature P1 (S3). Although the setting method of the first predetermined temperature P1 is not particularly limited, as shown in FIG. 11A, in this example, α larger than the minimum temperature resolution value is added to the occupant's body temperature (corresponding to the occupant's temperature) 37 ° C. Was defined as the first predetermined temperature. When the temperature T1 of the background surface is lower than the first predetermined temperature P1 (Yes in S3), the heating controller 53 starts heating the background surface (S4). After the start of heating, the background surface temperature sensor 521 monitors the temperature of the background surface. The heating controller 53 heats the background surface until the temperature T1 of the background surface becomes equal to or higher than the first predetermined temperature P1 (No in S5). When the temperature T1 of the background surface becomes equal to or higher than the first predetermined temperature P1 (Yes in S5), the heating controller 53 stops the heating of the background surface (S6). The background surface temperature sensor 521 continues monitoring the background surface temperature until an end command is input (S7 to S9).

特に限定されないが、本実施形態では、S2〜S9までの処理と並行して、S10〜S12の処理を行う。この処理は、検出領域周囲の温度(気温)に応じて背景面の加熱の熱量を減ずる処理である。本例では、背景面の加熱量を節約するために、検出領域周囲の温度(気温)がT2以下である場合には、第1所定温度P1をこれよりも低い第1所定温度P2に補正する。図11(B)に示すように、気温が低下すると体温及び手の表面温度も低下する。つまり、気温が低い場合には背景面をP1まで加熱しなくても、背景面の温度と乗員の体温又は手の表面温度との間に最小温度分解能以上の差を生成することができる。本実施形態の加熱コントローラ52は、周囲の気温が所定温度T2よりも低い場合には、背景面の加熱設定温度P1を低く補正(P2)し、背景面を加熱する熱量を減ずるように加熱制御を行う。なお、加熱量を節約する手法はこの手法に限定されず、背景加熱手段50の出力量を所定量だけ減じてもよいし、背景加熱手段50の出力時間を所定時間だけ減じてもよい。   Although not particularly limited, in the present embodiment, the processes of S10 to S12 are performed in parallel with the processes of S2 to S9. This process is a process of reducing the amount of heat for heating the background according to the temperature (air temperature) around the detection region. In this example, in order to save the heating amount of the background surface, when the temperature (air temperature) around the detection area is equal to or lower than T2, the first predetermined temperature P1 is corrected to a first predetermined temperature P2 lower than this. . As shown in FIG. 11B, when the air temperature decreases, the body temperature and the hand surface temperature also decrease. That is, when the air temperature is low, a difference greater than the minimum temperature resolution can be generated between the temperature of the background surface and the body temperature of the occupant or the surface temperature of the hand without heating the background surface to P1. When the ambient air temperature is lower than the predetermined temperature T2, the heating controller 52 of the present embodiment corrects the heating setting temperature P1 of the background surface to be low (P2), and performs heating control so as to reduce the amount of heat for heating the background surface. I do. The method for saving the heating amount is not limited to this method, and the output amount of the background heating unit 50 may be reduced by a predetermined amount, or the output time of the background heating unit 50 may be reduced by a predetermined time.

本実施形態によれば、背景面を第1所定温度まで加熱することにより、検出対象物となる手と背景面との間に最小温度分解能以上の温度差を生成することができる。このため、季節、気温、運転者の体温(手の温度)にかかわらず、赤外線カメラの撮像データに基づいて、乗員の手の形状や動きを背景から区別し、これらを正確に抽出することができる。特に限定されないが、背景加熱手段50は入力制御装置20の動作に先立って動作し、検出対象となる乗員の手又は指等と背景面との間に最小温度分解能に応じた所定の温度差を生じさせておくことが好ましい。背景面が加熱された状態で入力制御装置20を動作させることにより、入力制御装置20は背景面と乗員の手等に生成された温度差に基づいて正確にコマンドの抽出、判定を行うことができる。   According to this embodiment, by heating the background surface to the first predetermined temperature, it is possible to generate a temperature difference that is equal to or higher than the minimum temperature resolution between the hand to be detected and the background surface. Therefore, regardless of the season, temperature, and driver's body temperature (hand temperature), it is possible to distinguish the shape and movement of the occupant's hand from the background and accurately extract them based on the imaging data of the infrared camera. it can. Although not particularly limited, the background heating means 50 operates prior to the operation of the input control device 20, and creates a predetermined temperature difference according to the minimum temperature resolution between the hand or finger of the occupant to be detected and the background surface. It is preferable to make it occur. By operating the input control device 20 with the background surface heated, the input control device 20 can accurately extract and determine commands based on the temperature difference generated between the background surface and the occupant's hand. it can.

続いて、入力制御装置20について説明する。本実施形態の「入力制御装置20」は、抽出手段21と判定手段22と、実行手段23とを備え、赤外線カメラ10により撮像された画像に基づいて乗員が示したコマンドを実行させる。   Next, the input control device 20 will be described. The “input control device 20” of the present embodiment includes an extraction unit 21, a determination unit 22, and an execution unit 23, and executes a command indicated by an occupant based on an image captured by the infrared camera 10.

「抽出手段21」は、赤外線カメラ10により撮像された撮像データから、手の形状および/または手の動きを抽出する。抽出手法は特に限定されないが、人間の手の表皮温度(24〜34℃)を基準とした温度帯域に含まれる温点の分布を抽出し、この分布から人間の手の形状および/または人間の手の動きを抽出する。   The “extracting means 21” extracts the shape of the hand and / or the movement of the hand from the image data captured by the infrared camera 10. Although the extraction method is not particularly limited, the distribution of the hot spots included in the temperature band based on the epidermis temperature (24 to 34 ° C.) of the human hand is extracted, and the shape of the human hand and / or the human hand is extracted from this distribution. Extract hand movements.

「判定手段22」は、抽出手段21により抽出された手の形状および/または手の動きに基づいてコマンドの内容を判定する。判定の手法は特に限定されず、抽出された手の形状および/または手の動きを、その特徴点(指先など)に基づいて認識してもよいし、パターンマッチング手法により判定してもよい。本実施形態では、抽出された手の形状および/または手の動きと、予めコマンドにそれぞれ割り振られた手の形状および/または手の動きとを対比して、抽出された手の形状および/または手の動きのコマンドを判定する。判定手段22は、コマンドの内容と手の形状および/または手の動きとを予め対応づけた対応情報を、読み込み可能な記憶手段(RAMまたはROM)から取得する。対応情報においては、手の形状および/または手の動きから予め対応づけられた所定のコマンドが特定される。所定の手の形状(例えば指の本数)等と所定のコマンド(例えば機器のON/OFF)とを対応づけてもよいし、コマンドの階層構造に応じて、所定の手の形状(例えば指の本数)等の組み合わせと、所定のコマンド(例えばオーディオ選択後の音量UP/DOWN)とを対応づけてもよい。   The “determination unit 22” determines the content of the command based on the hand shape and / or hand movement extracted by the extraction unit 21. The determination method is not particularly limited, and the extracted hand shape and / or hand movement may be recognized based on the feature points (such as fingertips) or may be determined by a pattern matching method. In the present embodiment, the extracted hand shape and / or hand movement is compared with the hand shape and / or hand movement previously assigned to the command, and Determine hand movement commands. The determination unit 22 acquires correspondence information in which the content of the command is associated with the hand shape and / or hand movement in advance from a readable storage unit (RAM or ROM). In the correspondence information, a predetermined command associated in advance from the hand shape and / or hand movement is specified. A predetermined hand shape (for example, the number of fingers) or the like may be associated with a predetermined command (for example, device ON / OFF), or a predetermined hand shape (for example, a finger A combination of the number (number), etc., and a predetermined command (for example, volume UP / DOWN after audio selection) may be associated.

「実行手段23」は、判定手段22により判定されたコマンドを実行させる。実行手段23は、判定されたコマンドが制御する装置へ向けて、そのコマンドを送出する。コマンドを取得した各車載装置200は、取得したコマンドに応じた機能を動作させる。   The “execution means 23” causes the command determined by the determination means 22 to be executed. The execution means 23 sends the command to the device controlled by the determined command. Each in-vehicle device 200 that has acquired the command operates a function corresponding to the acquired command.

入力制御装置20の制御手順を図12に示した。図12に示すように、起動後(S101)、赤外線カメラ10は、ステアリング1を握る乗員の手を含む所定の検出領域を撮像する(S102)。抽出手段21は、赤外線カメラ10が取得した撮像データに基づいて乗員の手の形状および/または乗員の手の動きを抽出する(S103)。判定手段22は、抽出手段21により抽出された乗員の手の形状および/又は手の動きに対応するコマンドを判定する(S104)。実行手段23は判定手段22により判定されたコマンドを車載装置200の制御手段に向けて出力する(S105)。車載装置200は、受け付けたコマンドに基づいて車載装置200を制御する。   The control procedure of the input control device 20 is shown in FIG. As shown in FIG. 12, after activation (S101), the infrared camera 10 images a predetermined detection area including the occupant's hand holding the steering wheel 1 (S102). The extraction means 21 extracts the shape of the occupant's hand and / or the movement of the occupant's hand based on the imaging data acquired by the infrared camera 10 (S103). The determination unit 22 determines a command corresponding to the shape and / or movement of the occupant's hand extracted by the extraction unit 21 (S104). The execution unit 23 outputs the command determined by the determination unit 22 to the control unit of the in-vehicle device 200 (S105). The in-vehicle device 200 controls the in-vehicle device 200 based on the received command.

なお、以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。   The embodiment described above is described for facilitating the understanding of the present invention, and is not described for limiting the present invention. Therefore, each element disclosed in the above embodiment is intended to include all design changes and equivalents belonging to the technical scope of the present invention.

本実施形態のコマンド入力装置の使用例を示す図である。It is a figure which shows the usage example of the command input device of this embodiment. 本実施形態のコマンド入力装置のブロック構成図である。It is a block block diagram of the command input device of this embodiment. 本実施形態の検出領域の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the detection area | region of this embodiment. (A)(B)は本実施形態の背景加熱手段の第1の例を示す図である。(A) (B) is a figure which shows the 1st example of the background heating means of this embodiment. (A)(B)は本実施形態の背景加熱手段の第2の例を示す図である。(A) (B) is a figure which shows the 2nd example of the background heating means of this embodiment. (A)(B)は本実施形態の背景加熱手段の第3の例を示す図である。(A) (B) is a figure which shows the 3rd example of the background heating means of this embodiment. (A)(B)は本実施形態の背景加熱手段の第4の例を示す図である。(A) and (B) are figures which show the 4th example of the background heating means of this embodiment. (A)(B)は本実施形態の背景加熱手段の第5の例を示す図である。(A) and (B) are figures which show the 5th example of the background heating means of this embodiment. (A)(B)は本実施形態の背景加熱手段の第6の例を示す図である。(A) (B) is a figure which shows the 6th example of the background heating means of this embodiment. 本実施形態の背景加熱手段の制御手順を示すフローチャート図である。It is a flowchart figure which shows the control procedure of the background heating means of this embodiment. 本実施形態の背景加熱手段の制御手法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the control method of the background heating means of this embodiment. 本実施形態の入力制御装置の制御手順を示すフローチャート図である。It is a flowchart figure which shows the control procedure of the input control apparatus of this embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

100…コマンド入力装置
10…赤外線カメラ
20…入力制御装置
21…抽出手段
22…判定手段
23…実行手段
50…背景加熱手段
51A〜51F…発熱体
52…加熱コントローラ
53…周囲温度モニタ
1…ステアリング
2…ステアリングコラム
4…フロントドア
7…乗員の手
71…乗員の指
200・・・車載装置

DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Command input device 10 ... Infrared camera 20 ... Input control device 21 ... Extraction means 22 ... Determination means 23 ... Execution means 50 ... Background heating means 51A-51F ... Heating element 52 ... Heating controller 53 ... Ambient temperature monitor 1 ... Steering 2 ... Steering column 4 ... Front door 7 ... Passenger hand 71 ... Passenger finger 200 ... In-vehicle device

Claims (10)

所定の検出領域を撮像する赤外線カメラと、
前記赤外線カメラの撮像データに基づいて乗員の手の形状および/または手の動きを抽出する抽出手段と、
前記抽出手段により抽出された手の形状および/または手の動きに対応するコマンドを判定する判定手段と、
前記判定手段により判定されたコマンドを実行させる実行手段と、を有するコマンド入力装置であって、
前記赤外線カメラが撮像する検出領域の背景面を、乗員の温度に前記赤外線カメラの最小温度分解能を加えた第1所定温度よりも高い温度となるように加温する背景加温手段を備えたコマンド入力装置。
An infrared camera for imaging a predetermined detection area;
Extraction means for extracting the shape and / or movement of the occupant's hand based on the imaging data of the infrared camera;
Determining means for determining a command corresponding to the hand shape and / or hand movement extracted by the extracting means;
A command input device having execution means for executing the command determined by the determination means,
A command comprising background heating means for heating the background surface of the detection area captured by the infrared camera to a temperature higher than a first predetermined temperature obtained by adding the minimum temperature resolution of the infrared camera to the occupant temperature. Input device.
前記背景加温手段は、点在させた複数の発熱体を有する請求項1に記載のコマンド入力装置。   The command input device according to claim 1, wherein the background heating means has a plurality of interspersed heating elements. 前記背景加温手段は、検出領域内の所定点から放射状に配置させた線状の発熱体を有する請求項1に記載のコマンド入力装置。   The command input device according to claim 1, wherein the background heating means includes linear heating elements arranged radially from a predetermined point in the detection region. 前記背景加温手段は、網目状に配置させた線状の発熱体を有する請求項1に記載のコマンド入力装置。   The command input device according to claim 1, wherein the background heating means includes linear heating elements arranged in a mesh pattern. 前記背景加温手段は、扇状に配置させた線状の発熱体を有する請求項1に記載のコマンド入力装置。   The command input device according to claim 1, wherein the background heating means includes a linear heating element arranged in a fan shape. 前記発熱体は、前記抽出手段が手の形状を抽出する際の特徴点を通るように配置された請求項5に記載のコマンド入力装置。   The command input device according to claim 5, wherein the heating element is disposed so as to pass through a feature point when the extraction unit extracts a hand shape. 前記背景加温手段は、同心円状に配置させた線状の発熱体を有する請求項1に記載のコマンド入力装置。   The command input device according to claim 1, wherein the background heating means has linear heating elements arranged concentrically. 前記背景加温手段は、螺旋状に配置させた線状の発熱体を有する請求項1に記載のコマンド入力装置。   The command input device according to claim 1, wherein the background heating means includes a linear heating element arranged in a spiral shape. 前記背景加温手段は、螺旋状に配置させた線状の発熱体を回転させる回転機構をさらに備える請求項8に記載のコマンド入力装置。   The command input device according to claim 8, wherein the background heating means further includes a rotation mechanism that rotates a linear heating element arranged in a spiral shape. 前記背景加温手段は、前記検出領域周囲の温度を検出し、検出した検出領域周囲の温度が第2所定温度よりも低い場合には、前記背景面を加温する熱量を減ずる請求項1〜9のいずれかに記載のコマンド入力装置。

The background heating means detects the temperature around the detection area, and reduces the amount of heat for heating the background surface when the detected temperature around the detection area is lower than a second predetermined temperature. The command input device according to any one of 9.

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