JP2001048037A - 脳波で起動される自動操舵装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】この発明は、人の居ねむり時に現れる、脳波の
θ波、δ波が検出された時に、車両の自動操舵を 行う
ものである。 【構成】脳波入力手段１と、脳波分析手段２と、自動操
舵手段３から成るものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】本発明は、脳波により起動される 自動操
舵装置についての ものである。

【０００２】

【従来の技術】自動操舵装置としては、特開平５−５０
９３４とゆう、すぐれた先行技術がある。当発明者は、
先に ９９年７月２５日に、居ねむり事故防止用の「脳
波による制動装置」を出願した。上記 ９９年７月２５
日の出願によれば、道路が まっすぐであり、自車が
その直線道路に沿って、走っておるならば、居ねむりが
完全な睡眠に なろうと、なんら 問題は、生じない。

【０００３】

【課題】実在するドライバーとして、特開平５−５０９
３４を拝見したとき、以下の疑問を感じる。自動操舵の
仕組みは立派だが、いつ どんな時に 行うのか。現実
の運転では、１ｍ の差で ガードレールを よけた
り、中央分離体から３０ｃｍ のところを通りつつ 左
折したり、停止車両の５０ｃｍ 以内のところを通過す
ることが 時々ある。ベテランのバスの運転手は、停止
車両に さらに接近しつつ バスを あやつることもあ
る。これらの例では、いずれも 上記先行技術、特開平
５−５０９３４で いう「最小車間距離」、「許容範
囲」を おそらく割ったこところまで、自車が 先行車
やガードレールに近ずいておるのである。これらの実例
は、人間の３次元的視覚能力と、頭脳という認識判断手
段の すばらしさを示しておるのであるが、人が 覚醒
しておる限り、自動操舵の必要性は 事実上、無いこと
を示してもおるように 思える。

【０００４】さて、特開平５−５０９３４を含め、衝突
回避を目的とした、多くの先行技術が、車間距離の測定
にレーザーを用いておる。しかし、レーザーは 人の目
に有害である。自車から発射したレーザービームが、対
向車の運転手や、助手席の人の目に入ったり、又、前方
車両で反射したレーザービームが 自車の運転席、助手
席の人物の目に入る可能性が 有る。すると、その人々
の目を痛めたり、レーザービームの 当たりどころが悪
いと、目つぶしとなり、かえって 交通事故を 引きお
こすことになろう。図６は、後続車が 発射したレーザ
ービームが、先行車の車体の へりで反射し、後部座席
から後ろを向いておる子供に当たるところを描いてい
る。

【０００５】さて、当発明者の ９９年７月２５日 の
出願に戻って論じると、居ねむりにおちいっておる時に イ）道路が カーブしておるならば、 ロ）道路が まっすぐでも、ちょっとした きっかけ
で、ハンドルを左右にきったような時、その出願では、
自動制動装置により、減速しつつあるので 、ガードレ
ールに激突しないにしても、接触する可能性も 出てこ
よう。また、減速しておるので、激突とは いえないに
しても、中央分離帯に接触する可能性も、でてくる。た
またま、対向車が 有れば、自車は減速しておるので、
相手のほうで よけてくれるかもしれないが、ぶつかる
可能性も ０ とは いえない。本発明は、上記の課題
を解決するためのものであり、ドライバーが 覚醒時に
は、自動操舵を行わず、ドライバーが 居ねむりにおち
いった時のみ、自動操舵を行うように したものであ
る。また、レーザービームの使用を局限したものであ
る。

【０００６】なお、米国特許４９４９７２６では、脳波
により おもちゃを左右に動かす仕組みが 開示されて
おるが、次ぎのように論じることができる。米国特許４
９４９７２６は、本発明のように、居ねむり時の、つま
り、意識が消失しつつある時、もしくは、消失した後の
脳波を検出して、自動操舵を掛けるのとは違い、覚醒時
の脳波を用いて、手足は使わず、意識的に脳波で、おも
ちゃを左右に動かすものであり、本発明とは、趣旨が異
なる。米国特許４９４９７２６では、睡眠時のδ波につ
いて、触れていない。米国特許４９４９７２６は、脳波
そのものにより、おもちゃを左右に転回させようとする
ものであるが、本発明の自動操舵は、その起動こそは
脳波によりなされるが、起動後の細かい制御は、マイク
ロプロセサに依るものである。

【０００７】

【手段】脳波入力手段１と、その脳波から、人が眠りに
入ろうとする状態を示すシータ波や、既に睡眠中の時に
現れるデルタ波を分析するための脳波分析手段２と、車
両のハンドル制御を自動で行う自動操舵装置３からなる
ものである。図１。

【０００８】

【作用】車両の運転手の脳波が、脳波入力手段１によ
り、本システムに取りこまれ、その脳波は 脳波分析手
段２により解析され、居ねむりの始めを意味するθ波、
もしくは、完全な居ねむりを示すδ波が、検出された時
に、脳波分析手段２により、自動操舵が開始されるので
ある。居ねむりから覚めると、自動操舵がキャンセルさ
れ、ドライバーによる操舵に戻るのである。

【０００９】

【実施例】脳波入力手段１としては、脳波計を用いるこ
とができる。脳波分析手段２は、増幅器６、帯域通過フ
ィルタ７、Ａ／Ｄコンバータ８、そして コンピュータ
９、もしくは、マイクロプロセサ９から 成るものであ
る。図１３。脳波のうち、δ波は 睡眠時に現れるもの
であり、０．５〜３．５Ｈｚ．θ波は、居ねむりし始め
る時に現れるものであり、３．５〜７．５Ｈｚ。このθ
波、δ波の周波数帯域は、脳医学の進歩により、今後
少し変わる可能性が有るし、又、個人差も有り、さら
に、年令によっても、少し 変わろう。他に、覚醒時に
現れるα波、β波が有ることが 知られておる。

【００１０】電動式の自動操舵装置としては、特開平５
−５０９３２、公報ｐ２４４、左コラム、下から３行目
〜右コラム、上から５行目に、すぐれた一例が開示され
ている。又、その公報、ｐ２４６、右コラム２行目〜１
２行目に油圧式の一例も、開示されておる。図７は、電
動式の一例である。本発明においては、計測制御プロセ
サ１６は、処理速度向上のために、脳波分析手段２の制
御下にある、独立したマイクロプロセサとしてもよい
し、また、処理容量に余力が あれば、脳波分析手段２
のコンピュータ９を流用してもよい。いずれの構成で
も、ドライバーが居ねむりに陥る時、つまり、θ波、あ
るいは、δ波の比率が大のときのみ、計測制御プロセサ
１６は、脳波分析手段２により 作動され、ドライバー
の覚醒時には 計測制御プロセサ１６は作動しない。後
述の、自動操舵の始まる、少し前に 初期値としての、
ガードレールとの距離を得るために、超音波による計測
を始めるのは、その例外である。脳波入力手段１と、先
駆的な脳波分析手段を統合した、優れた先行技術がＨＡ
Ｌ＜Ｈｅｍｉｓｐｈｅｒｉｃ Ａｃｔｉｖａｔｉｏｎ
Ｌｅｖｅｌ Ｄｅｔｅｃｔｏｒ＞として 知られてお
る。 Ｓｔｅｖｅ Ｃｉａｒｃｉａ＜Ｊｕｌｙ １９８８、”
ＢＹＴＥ” ＞ ここでは、本システムの脳波分析手段２の特徴となる部
分を述べる。入力された脳波は、高速フーリエ変換する
ことで、その周波数成分が得られる。その周波数分布を
Ｂ（ｆ）とする。ここに ｆは 脳波の周波数、Ｂ
（ｆ）は脳波の強度、脳波信号の振幅である。これを、
θ波やδ波の周波数帯域で積分したものが、θ波や、δ
波の信号強度である。それらを元にして、図２のδｐ，
図３のθｐが得られる。ここで図２、図３の分母は、脳
波の全周波数成分＜０．５〜３０．５Ｈｚ＞について
の、脳波信号の積分値である。図２の分子は、δ波の脳
波信号の積分値である。図３の分子は、θ波の脳波信号
積分値である。δｐは、脳波の全成分中で、δ波が占め
る比率であり、θｐは、脳波の全成分中で、θ波が 占
める比率である。δｐ，θｐと共に、図４、図５のδ
ｐ’，θｐ’を用いることもできる。図４、図５で ｍ
ａｘ（δ）は δ波の信号成分の最大値である。ｍａｘ
（θ）は θ波の信号成分の最大値である。ｍａｘ
（α）は、α波＜７．５〜１３．５Ｈｚ＞の信号成分の
最大値。ｍａｘ（β）は、β波＜１３．５〜３０．５Ｈ
ｚ＞の信号成分の最大値。δｐ’は、δ波、θ波、α
波、β波の各信号成分の最大値にのみ着目して、そのう
ちのδ波の比率を表すのであり、 θｐ’は、同様に
θ波の比率を表すものである。以上、δ波やθ波が、全
脳波成分のうちで占める比率を表す、二つの方法を述べ
たのであるが、これら以外でも、δ波やθ波が全脳波に
占める比率を表す、より適切な計算式が 脳医学の進歩
により発見されたならば、それをソフトウエアとして組
みこむことは、困難では あるまい。

【００１１】前述した解析手段が、脳波分析手段２のコ
ンピュータ９の中にソフトウエア化されており、たとえ
ば １ｍｓ単位で計算される。かくして、θｐ，δｐ，
および、θｐ’，δｐ’が算出される。θ波が、他の脳
波の成分に比して強くなったならば、一例として、θｐ
＞０．７ になれば、居ねむりを始めた可能性が、大で
ある。そこで、その旨を アナウンスしつつ 自動操舵
を開始する。このアナウンスは、テープレコーダ、もし
くは、半導体ＩＣに登録したものを、コンピュータ９の
指示により 再生するのである。

【００１２】本出願の主目的は、ハイウエイ等を走行
中、居ねむり運転中の車を、ガードレール、中央分離帯
に接触せずに安全に停止せしめることである。＜以下で
は、もっぱら、ガードレールとの接触防止の観点に立っ
て説明する。すなわち、コンピュータ９の指示で作動す
る計測制御用マイクロプロセサ９により下記のような自
動操舵が なされる。なお、車は ハイウエイの第一車
線を走るとする＞。自動操舵に入ると同時に、ガードレ
ールとの距離を検出するための自動計測もなされるので
ある。ガードレール等との距離を検出する手段として
は、超音波センサを用いる。すなわち、１台の超音波発
信器１０と 数台の超音波受信器１１が 車体の横に、
車の進行方向に沿って 設けられておる。図８。超音波
ビームは、車体に垂直に発せられる。１２０ｋｍ／ｈで
は、１ｓに約３４ｍ、１ｍｓで約３４ｃｍだけ 車体は
動く。６０ｋｍ／ｈでは、１ｍｓに約１７ｃｍ動く。超
音波受信器１１を数台 設けておるのは、上記の事情、
および、超音波ビームのガードレールへの入射角が か
ならずしも９０度では ないことを考慮しておる。運転
手の くせ、特性として、長時間運転時の速度、ガード
レールとの離隔距離は、概ね、決まっておるだろう。そ
れらの値が、各々６０ｋｍ／ｈ、２ｍ ならば、発射さ
れたビームが受信されるのは、後述のように 約１。１
８ｍｓ後であり、この間、車体は１７×１．１８＝ 約
２０ｃｍ 動く。そこで、一つめの受信器は、発信器の
すぐ横にもうけ、そこから、２０ｃｍのところに、別の
受信器を置く。運転状況の変化を 考え、その前後に、
一例１０ｃｍ間隔で、数台または十数台の受信器を置
く。なお、超音波ビームは 一例として ０．１ｍｓ
程のパルス幅で発射するのであるが、その集束度を や
や緩め、ビームに若干の広がりを持たせてガードレール
の形状に かかわらず、又、車体がガードレールに対
し、傾いていたとしても、そこでの反射波を車のほうで
受信しやすくすることが できよう。後述の図１０、図
１１も参照。なお、感度の高い 受信器を用いれば、超
音波ビームに かなりの程度まで、広がりを もたすこ
とができ、その場合には 受信機は１台で 済ますこと
もできよう。たとえば、受信機１１の据え付けの便を考
え、バスやトラックでは、感度の低い しかし 低価格
の受信器１１を、前後方向に数台ならべ、乗用車では
高価格だが、高い感度の受信機を１台 設けるのもよか
ろう。図８では、左側通行を考え、車体の左側に 超音
波発信器１０、超音波受信器１１を設けておるが、車体
の右側にも設置すれば、中央分離帯などの自動計測も可
能であろう。

【００１３】さて、車体とガードレールの間の 超音波
の伝搬時間は、発信と受信のタイミングの差として 容
易に測定できる。その時間が短くなるならば、それは
車体が ガードレールに接近しておるのであり、その伝
搬時間が長くなるならば、それは 車体が ガードレー
ルから離れ、たとえば、第１車線を走っていたものが、
第２車線へ入ろうと しておるのである。この、車体と
ガードレール間の伝搬時間の初期値は、あらかじめ、キ
ーボードより、入力しておくことができる。また、時間
ではなく、車体とガードレールの間の距離として、入力
しておくのもよい。例 ２ｍ。あるいは、自動操舵の始
まる、少し前に 超音波による計測を始めるようにし、
一例として θｐ＞０．６，その時の伝搬時間、もしく
は、ガードレールとの距離を 初期値として用いると、
より その時の運転状況に みあったものとなろう。そ
の居ねむり前の時点における、最初の伝搬時間を維持す
る、つまり、居ねむり前の ガードレールとの間の距離
を維持するように、システムは 働くのである。下記
は、その初期値の例である。 例 ２ｍ であれば、２ｍ × ２ ÷ ３４０ ＝
１．１８ｍｓ。 ３４０ｍ／ｓ は 、 大約 室温での音速。音速は気
温で、変わる。 左側通行を考えると、計測により 伝搬時間が短くなっ
たならば、微小角Δだけ、ハンドルを右に回す に相当
する動きを、電動モータに なさしめる。この微小角Δ
は 一例として、ハンドルの遊び角ａ の２倍の角度
であってもよい、また、普段の運転、長時間運転時の常
用の速度にて 車体を９０度 転回させる時の操舵角の
１％であってもよい。この微小角Δ は、あらかじめ
キーボードから 入力しておけば よい。脳波の計測
は、一例として、１ｍｓごとに行うのだが、上記のガー
ドレールの計測とハンドル制御を、一例として ６ｍｓ
ごとに行う。この計測と制御の時間間隔も、事前にキ
ーボードより、入力しておくことができる。すなわち、
これらのパラメータは、キーボードより変更入力が可能
とし、ドライバーの考える最適値となるように フィー
ドバックできるようにしておく。６０ｋｍ／ｈは 約１
７ｃｍ／ｍｓ に あたるので、この間に 概ね、車体
が １ｍ 進むと みてよい。

【００１４】さて、計測の結果、伝搬時間が １．０６
ｍｓ であるならば、ガードレールとの距離は、 １．
０６×３４０ ÷ ２ ＝ １．８ｍ ゆえ、２０ｃｍ
ほどガードレールへ近ずいたことになり、ハンドルを
Δ だけ、右へ回すに相当する、自動操舵をする。さら
に、６ｍｓ後、計測して 伝搬時間が１．１２ｍｓ に
なれば、距離は １．１２ × ３４０ ÷２ ＝ １．９ｍ これは、ガードレールへの接近が やんだ ことを意味
しておる。ハンドル は、そのままにする。さらに、６
ｍｓ後、計測して ガードレールとの距離が ２．１ｍ
になったら、これは 初期値 ２ｍ より大きいの
で、ハンドル を Δ だけ、左に回す に相当する、
自動操舵を行う。このような、自動操舵が 繰り返さ
れ、ガードレールとの距離を一定に保つのである。図９
は、 この仕組みを示す フローチャート である。

【００１５】名紳や東名のようなガードレールのあるハ
イウエイでは、上記の仕組みをそのまま用いることがで
きるし、名古屋市内の都市高速のように、ガードレール
の無いハイウエイでは、側壁または防音壁が、ガードレ
ールと同様 超音波の反射体の役目をし、やはり 上記
の仕組みを用いることができる。防音壁とガードレール
が両方ある時、ケースによっては、内側のガードレール
からの反射波が、まず検出され、ついで、外側の防音壁
からの反射波が、受信器に入ることが ありえようが、
パルス波を用いておるので、より車体に近いほうの、ガ
ードレールからの反射波により、伝搬時間がカウントさ
れるので、計測上の問題は生じない。このガードレール
との距離を一定ならしめるための自動操舵では、右もし
くは左へ、車体を転回させるわけではないので、方向指
示器の点灯は不用と いえる。なお、前記 計測と制御
の時間間隔は、伝搬時間より やや大きくなるように設
定するのが良いかもしれない。なお、本文の末尾で述べ
るように、超音波に代えて、マイクロ波を用いるときに
は、この考慮は 不用である。ところで、本実施例にお
いて、前掲「脳波による制動装置」を併用しておれば、
居ねむりが 始まると同時に、エンジンブレーキが 掛
かり、その後、居ねむりが 深まるについて、ハーフブ
レーキ、フルブレーキが 掛かるので、車体はやがて停
止する。その停止に到る、数分間、もしくは、１０分間
なり 自動操舵が、適切に行われれば、道路がカーブし
ていても、車は 第１車線で安全に停止するはずであ
る。しかし、この間に、ガードレールが 間断なく、延
びておるとは限らず、途中にガードレールの切れめが
１ｍなり、２ｍある こともあろう。さて、ガードレー
ルに 切れめが有って、その外側に 側壁も防音壁も無
いならば、発信した超音波パルスは、行きっぱなしで、
反射波が 無い。この場合は、システムの方で、ガード
レールも、側壁も無い と、容易に判断できる。この場
合、ハンドルは そのままに、すれば良い。ガードレー
ルに、１ｍの切れめが有り、ただし、その外側に 奥行
き１ｍ のところに、防音壁が有るとする。設定離隔距
離を２ｍとすると、このときの伝搬時間は、（２＋１）
×２／３４０＝約１．７６ｍｓ。初期値１．１８ｍｓに
比し、０．５８ｍｓ 長くなっておる。ところが、６０
ｋｍ／ｈでの、６ｍｓでの進行距離は約１ｍである。自
働ハンドル操作は、微小角Δ の単位で行っており、１
ｍ 前進する間に、横方向に、１ｍに相当する距離を、
車体が急に移動することは、ありえない。＜微小角Δの
設定にあたっては、東名高速なり、中央高速なりの、ゆ
るやかなカーブを もっぱら想定して入力するのであ
り、この意味の入力チェックが なされる。＞つまり、
６０ｋｍ／ｈで６ｍｓごとの、計測であれば、１ｍ 前
進する間の、横方向の偏位は、それを越えぬはずであ
る。＜これが、上記の入力チェックの意味であり、その
ように 微小角Δが 設定されることを推奨する。＞ 伝搬時間の変化は、１×２／３４０＝約０．５８ｍｓ以
下のはずである。また、計測間隔が４ｍｓ ならば、こ
の４ｍｓの間の前進距離は約６８ｃｍ、横方向への、そ
の間のシフトは、６８ｃｍを越えぬはずである。ゆえ
に、伝搬時間の変化は、０．６８×２／３４０＝約０．
４ｍｓ以下のはずである。これらの想定される、伝搬時
間の変化の最大値は、１２０ｋｍ／ｈの時にも、同様に
算出できる。この最大値を越える伝搬時間の変化が、時
間が大きくなる方向で観測された時には、すなわち、ガ
ードレールの切れめが有ると、推定せられる。したがっ
て、この場合には、１ｍなり、２ｍなり、ガードレール
の切れめを想定し、その切れめを通過するに要する、６
ｍｓなり、１２ｍｓの間、システムは、ハンドルをその
ままに維持し、左方向への自働操舵を行わぬのである。

【００１６】ところで、車が トンネルへ入った場合、
超音波の使用は 混信を生じる可能性が 有る。 先
に、一例として ０．１ｍｓ のパルス幅の超音波ビー
ムとしたが、混信が 無いならば、前記の計測間隔６ｍ
ｓ の間に、このパルス は「パルス」として計測され
る はずである。ガードレールでの反射のさい、その形
状のために、反射波のパルス幅が 若干広がるかもしれ
ない。しかし、この パルスが まだん無く続くようで
は、混信が 生じておるのであり、トンネル 等に入っ
たといえる。このことは、車体に照度センサ１５、もし
くは、光センサ１５を設けておき、トンネルへ 入った
か、どうかの判断の一助とすることができる。このよう
な場合に限って、 つまり 、 トンネル壁との離隔距
離を一定ならしめる場合にのみ、レーザービームを計測
に用いるのである。実用上、トンネルの少ないハイウエ
イを往復する、バスやトラック では、このための考慮
は不用であろう。なお、レーザービームによる計測は、
雨の有無により、大きく精度が左右されるが、本システ
ムのように、トンネル内に限定して、使用すれば 精度
を落とさずに済む。

【００１７】さて、レーザーは より 光学的性質が大
きいので、車体が やや傾いて、トンネル壁に車体が
近ずいておる時、つまり、レーザービームのトンネル壁
への入射角が９０度でない時には、一例として 図１０
では、反射光は 少し後方にて検出されよう。そこで、
レーザー受光素子を 図８ の時と同様、前後方向へ水
平に複数個 車体へ付けるのが よかろう。又、レーザ
ービームも 一例として、２ｍ先で １０ｃｍのように
光学上 やや広がりをもたせて発射するのもよい。これ
は、レンズにより可能である。また、車体が トンネル
壁１７から離れて行く時には、一例として 図１１の時
には、車体の前方においたレーザー発光器１３の反射波
を、前方に併設した受光器１４で得られることができな
いので、車体の後方に設けたレーザー発光器１３から発
射したビームを、後方に併設した受光器１４で受けるこ
とになる。一例として、３ｍｓごとに車体の前方におい
た発光器１３と、後方においた発光器１３により、交互
にレーザービームを発しつつ、距離計測を行うのであ
る。レーザーによる距離の測定については、レーザー計
測ハンドブック、１９９３に＜その基礎についてはｐ１
３５−１３９，その応用についてはｐ４０８−４１３＞
明示されておるように、既に商品化されておる。レーザ
ービームを用いる場合には、伝搬時間には注目ぜず、
トンネルとの距離が 一例２ｍ を保つように、自動ハ
ンドルを行うのである。図１２ 。

【００１８】当出願人は、先に レーザーの有害を説い
たが、本システムでは レーザーによる計測は トンネ
ルの中でのみ行うのであり、トンネルの外と違い、助手
席に人が いたとしても、その人が 景色を眺めるため
に、よこを向く ことも少ないだろう。つまり、助手席
の人へ損傷を与えることは、ちいさかろう。しかも、本
システムは 元来 居ねむり運転時にのみ、自動操舵を
行うのであり、したがって、トンネルの中なら 常に、
レーザー計測をする わけではないのである。居ねむり
運転の途中で、トンネルに さしかかった時のみ、しか
も、超音波で混信が生じた時のみ、レーザーによる計測
が、なされるのである。この意味で、レーザーによる、
歩行者を含め、周囲の人々へのダメージは 先行技術と
違って、本システムでは 最小化されておる。なお、ガ
ードレールや 先行車の車体と違って、トンネル壁は
より ざらざらしておるので、投射したレーザービーム
は 散乱され、この意味からも安全度は 高いと いえ
よう。

【００１９】さて、まれな ケースとして、自車が居ね
むり運転に入ってまもなく、ハイウエイの渋滞に 巻き
込まれることが あろう。このような 停止した先行車
両は、たとえば 前記の超音波発信器１１と超音波受信
器１２を車体の前面に設置し、使用することで容易に検
出可能である。本実施例では、前記９９年７月２５日
出願の「脳波による制動装置」を搭載しておることにな
っておるので、居ねむり時には 既にエンジンブレーキ
なり、ハーフブレーキが かかっておると いえる。
が、停止した先行車両が検出されたときには、そこに記
載の自動制動手段を流用し、計測制御プロセサ１６が
停止車両を検出と同時に、脳波分析手段２により、ただ
ちに フルブレーキを かけることが可能であり、追突
を防ぐことになろう。なお、後述の図１５のパラメタの
うち、左上の項目、及び、枠内の項目以外については、
つまり、計測制御プロセサ１６でのみ使われる諸項目
は、覚醒時に疑似的に、コンピュータ９へ、テストモー
ドとして、居ねむり情報を与え、テスト的に自動操舵を
行わしめ、そのパラメタ設定の よしあしを事前に検
討できる。そこで、調整された最適値を、居ねむりが起
きた時に、実際に使うようにすれば、実状に即した好結
果を得よう。

【００２０】以上、もっぱら 本システムでの自動操舵
の ありかたについて、また、補足的に、自動停止につ
いても 述べたのであるが、以下において、そのトリガ
ーとなる 脳波情報の扱い方について述べる。先に、θ
ｐ＞０．７ とゆう条件で、自動操舵に入るとのべた
が、ぼんやりながら自動操舵の状況を、かすかに覚えて
おれば、事後的に ドライバーが 自動操舵を行うタイ
ミングが早すぎると感じた時、計器パネルのキーボード
から、この０。７を、たとえば、０。８へ変えることが
できる。図１５。逆に、自動操舵の掛かりかたが遅いと
感じたならば、一例として、０．６を変更入力すれば良
い。こうして、ユーザは 各人の体質に応じた最適値
を、コンピュータ９、つまり、脳波分析手段２へ、使わ
せることができる。同様に、θｐ’＞０．７になった時
も、居ねむりを始めた可能性が有るので、その旨アナウ
ンスしつつ、自動操舵を かける。ユーザが、居ねむり
の検出手続として、θｐ’を用いたほうが、θｐを用い
ることより、効果的だと判断したら、θｐ＞０．７の
０．７の代わりに１を入力する。すると、θｐ＞１は起
こりえないので、この条件はシステムにより無視され
る。

【００２１】他のα波、β波に対して、θ波とδ波の成
分が強くなったならば、一例としてθｐ ＋ δｐ ＞
０．７ なら、居ねむりが進んだ可能性が高いので、
その旨、やや大きな音でアナウンスしつつ、自動操舵を
継続する。ユーザーが使っていて、自動ハンドルの制御
が 粗いと判断したならば、よりきめ細かにハンドル制
御を すべく、その時間間隔を５ｍｓへ 事後的に変更
入力できる。すると、自動計測、自動ハンドル制御の時
間間隔として、この５ｍｓが、以後、計測制御プロセサ
１６により使用される。すなわち、ドライバーは うと
うとしていて、手足を動かす気力が無いとしても、ハッ
とした瞬間のことを覚えていて、事後的にでも 計測と
制御のパラメタを修正し、次回の居ねむり運転に生かす
のである。

【００２２】θｐ’ ＋ δｐ’ ＞ ０．７ になっ
た時も、居ねむり状態が進んだ可能性が高いので、その
旨、やや大きな音量でアナウンスしつつ、自動操舵を
継続する。この場合も、「中ほどの居ねむり」用の、自
動計測、自動ハンドルの時間間隔が、計測制御プロセサ
１６により利用される。図１５。なお、この 中ほどの
居ねむりの判断基準として、θｐ＋δｐ を用いるほう
が、θｐ’＋δｐ’ を用いることより、効果的だと判
断したら、θｐ’＋δｐ’＞１ とゆう条件式にすれ
ば、この条件は システムにより無視される。他のα
波、β波、θ波に対して、δ波の比率が大きくなった
ら、一例として、δｐ ＞ ０．７ となったら、完全
な居ねむり状態になった可能性が高いので、大きな、も
しくは、特大の音量で、その旨、アナウンスしつつ、自
動操舵を継続する。この場合は、完全な居ねむりと い
えるので、もっとも、きめ細かく自動操舵をしようと思
ったら、事後的に、この「深い居ねむり」の時の、自動
計測、自動ハンドル制御の時間間隔を ４ｍｓへ変更入
力できる。この深い居ねむりの状態では、人手による操
舵が入る可能性が、最も小さいので、自動計測、自動ハ
ンドルの時間間隔が、浅い居ねむり、中ほどの居ねむり
の時に比べて、最も短くなるのである。なお、変更入力
のさい、この意味での入力チェックが なされる。

【００２３】同様に、δｐ’ ＞ ０．７ になった時
も、完全な居ねむり状態に陥った可能性が高いので、そ
の旨、大声でアナウンスしつつ、自動操舵を かける。
ユーザが、居ねむりに 完全に陥ったことの検出手段
として、δｐを用いた方が、δｐ’を用いることより
も、効果が有ると判断したら、δｐ’ ＞ ０．７の
０．７ の代わりに １．０ を入力すればよい。図１
５は、本システムで用いた計測と制御のためのパラメタ
の入力画面である。これらのパラメタを修正入力するこ
とで、ユーザーは 各自の体質、平常の運転状況にマッ
チした最適値を、本システムへフィードバックすること
が 可能なのである。図１５の枠内のパラメタは、前記
「脳波による制動装置」との併用を考慮して描かれてお
る。さて、「脳波による制動装置」を併用しておるので
あれば、δｐ＞０．８あるいは、δｐ’＞０．９ の深
い居ねむりの時には、本来、そこで記載の自動制動手段
により、急ブレーキが かかり 停止するのであるが、
万一、自動制動手段が故障していても、なお、ドライバ
ーの居ねむり中に、事故無く、車体を運行せしめること
が、自動操舵手段３により 可能となるのである。とこ
ろで、システムによりユーザーが 目を覚ました と判
断される時には、つまり、α波、β波の脳波全体に占め
る比率が高くなった時には、脳波分析手段２のコンピュ
ータ９の指示により、計測制御プロセサは その働きを
停止し、自動操舵が解除されるのである。ところで、図
１５の枠内のパラメタの設定は、前記「脳波による制動
装置」を併用しておれば、おそらく、各個人の体質に応
じて 最も合理的に、ユーザ自身により、なされうる
と思われるが、もし、併用していないならば、一般的な
標準値として、δ波や、θ波あるいは、それらの積算値
が、７０〜８０％以上であるように設定しておけば良
い。

【００２４】通常は、超音波のみを使用し、照度セン
サ、光センサ１５で 車外の明るさの変化も参照しつ
つ、超音波計測で混信が生じた時に、トンネルへ入った
と判断し、トンネル内でのみ、レーザーによる計測を行
うようにしたのは、本システムの特徴の一つである。図
１４。なお、この超音波による計測でさえ、常に行うの
では なく、ドライバーが居ねむり運転に陥ったときの
み、その自動計測、自動操舵を行うのである。それゆ
え、本システムが 地上の全車両に採用されたとして
も、他車の発する超音波、あるいは、レーザー光によ
り、混信が生じる可能性は小さいのである。同時刻、同
じ場所で、２台以上の車が 居ねむり運転に陥ったとし
ても、たとえば、超音波ビームの波長を、自動車ナンバ
ーに関連させ、少しずつ、各車で区別を することで、
混信の可能性を 絶無にできる。本システムでは、その
ドライバーの常用の速度、ガードレール、トンネル壁と
の 常用の離隔距離を考慮して、複数の超音波受信器を
設置しておるので、自動計測の精度が高い。また、レー
ザー光の トンネル壁への入射角が垂直でなくても、誤
差が生じぬように、レーザー発信器を車体の前方と後方
へ設置し、それぞれに、数台ずつのレーザー受信器を併
設しておる。なお、レーザーに光学上のビームの広がり
を持たせることで、受信精度を上げることができ、ま
た、乗用車では 感度の高いレーザー受信器を、車体の
前方と後方へ１台ずつ設置するだけで済ますことも、可
能となろう。本システムでは、いったんは、θｐ，θ
ｐ’，δｐ，δｐ’なりの居ねむりパラメタにより、居
ねむりを検出するのであるが、同時に、その前後の脳波
パターンを、そのときの運転状況、ガードレールとの離
隔距離と共に、ディスク、半導体メモリへ記憶し、パラ
メタ設定が最適値の時の、その記憶した脳波パターン
を、事後的に抽出して、次ぎの運転からは、その脳波パ
ターンが現れたことを 脳波分析手段２が 検出した時
に、自動操舵を行うようにしてもよい。

【００２５】

【効果】ドライバーの居ねむり運転時に、その車両へ自
動操舵を掛けるので、ガードレール、あるいは、トンネ
ル壁との接触を、自動的に 無からしめることができ
る。なお、超音波ビームの使用に代えて、特公平４−２
１１４５記載のマイクロ波技術を用いてもよい。この先
行技術は、先行車との車間距離の測定用に開発されたも
のだが、これを ガードレールとの距離の測定に流用す
るのである。この場合には、図１２の仕組みが、自働操
舵に使われるのである。特公平４−２１１４５を利用す
れば、送信用アンテナ、受信用アンテナ、各々１台で済
ますことが、できよう。なお、このマイクロ波技術のう
ち、速度検出回路、速度演算、道路の粗さ演算に関わ
る、信号処理部分は、本システムでは、直接には使わず
不用ゆえ、該技術を使うにしろ、多少コストを低減でき
よう。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の概略 構成図。

【図２】積分値により、δ波の比率を求めるための計算
式

【図３】積分値により、θ波の比率を求めるための計算
式

【図４】最大値により、δ波の比率を求めるための計算
式。図３と図５の中の説明文も参照。

【図５】最大値により、θ波の比率を求めるための計算
式

【図６】レーザービーム利用の危険性を示す、説明図。

【図７】電動式、自動操舵機構の概略図。車軸２４に
は、ギヤ２６が噛合し、このギヤ２６が クラッチ手段
２７を介して、モータ２８によって回転駆動される。な
お、ステアリングホイールのシャフトの下端、ピニオン
２３は 車軸２４のラック部２５に、噛合している。

【図８】バスの車体に、超音波発信器１０と超音波受信
器１１が 設置されておる様子。図は、その一部を表
し、超音波受信器１１は １２台なり、１８台 設ける
ことになる。０〜２０ｃｍは、その設置間隔の一例。

【図９】超音波利用時の、自動ハンドル制御のフローチ
ャート。

【図１０】トンネル壁に、バスが やや傾いて、接近し
ておる様子。加えて、車体の前方に、レーザー発信器１
３とレーザー受信器１４が、設置されておる様子。トン
ネル壁の法線に対して、レーザービームが 角度を持っ
て入射、反射しておる。レーザービームに持たせる、光
学的なビームの広がりに応じて、一例 ０〜１０ｃｍの
間隔で、数台のレーザー受信器が、設けられている。

【図１１】トンネル壁から、やや傾いて バスが、離れ
て行く時の、車体の後方に設置されておる、レーザー発
信器１３とレーザー受信器１４。

【図１２】レーザー利用時の、自動ハンドル制御のフロ
ーチャート。

【図１３】脳波分析手段２の概略図

【図１４】自動操舵手段３の中身を、やや詳しく描い
た、本システムの構成図。図７の電動式、自働操舵機構
を用いる時には、計測制御プロセサ１６が、電動モータ
２８を稼動制御して、微小角Δに相当する、自働操舵を
実現しておるのである。なお、油圧式の自動操舵機構を
簡単に説明する。車軸に、自動操舵と共用のパワーステ
アリング装置のパワーシリンダが設けてある。油ポンプ
より供給される圧油を、自動操舵バルブ、パワーバルブ
を通じて、このパワーシリンダ、＜自動操舵シリンダ＞
へ供給する。計測制御プロセサ１６により、自動操舵バ
ルブ、パワーバルブが 制御され、微小角Δのハンドル
操作に相当する、自動操舵がおこなわれるのである。

【図１５】計測と制御の各パラメタの入力画面。イ）と
ロ）は、又、ハ）とニ）は、どちらか、一方のみ 必ず
入力が 必要である。使わぬ方は、ブランクにする。下
線部は、入力可能項目である ことを、示す。ここで、
あらかじめ入力された値にしたがって、脳波分析手段２
と、計測制御プロセサ１６が動くのである。ガードレー
ルの切れめの長さは、場所によって変わるかもしれな
い。そこで、やや長い切れめの時には、第１車線の中と
はいっても、多少左側へ、シフトして走行することが、
あるかもしれない。念のため「左側物体との距離」とし
ては、自車が第１車線内で走るとして、自車とガードレ
ールとの間に、後続車が割り込んで来ない程度の、ガー
ドレールとの離隔距離を考慮しつつ、その値を決めるの
もよい。但し、実用上、これが 問題となるのは、居ね
むりを していて、しかも、上記のような箇所を、自車
が通りかかった時に、限られる。

【符号の説明】

１は 脳波入力手段。 ２は 脳波分析手段。 ３は 自動操舵手段。 ６は 増幅器。 ７は 帯域フィルタ。 ８は Ａ／Ｄコンバーター ９は コンピュータ １０は 超音波発信器。 １１は 超音波受信器。 １２は ガードレール。 １３は レーザー発信器。 １４は レーザー受信器。 １５は 照度センサ、もしくは、光センサ １６は 計測制御のためのマイクロプロセサ １７は トンネル壁 ２３は ピニオン ２４は 車軸 ２５は 車軸のラック部 ２６は ギヤ ２７は クラッチ手段 ２８は 電動モータ

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１１年８月１１日（１９９９．８．１
１）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１１

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１１】前述した解析手段が、脳波分析手段２のコ
ンピュータ９の中にソフトウエア化されており、たとえ
ば １ｍｓ単位で計算される。かくして、θｐ，δｐ、
および、θｐ’，δｐ’が算出される。θ波が、他の脳
波の成分に比して強くなったならば、一例として、θｐ
＞０．７ になれば、居ねむりを始めた可能性が、大で
ある。そこで、その旨を アナウンスしつつ 自動操舵
を開始する。このアナウンスは、テープレコーダ、もし
くは、半導体ＩＣに登録したものを、コンピュータ９の
指示により 再生するのである。なお、居ねむりの始め
でθ波が現れ、深い居ねむりでδ波となるのであるが、
その過程を詳しく論じると、この中間の時間帯に１４Ｈ
ｚのスピンドル波が現れ、ついで、スピンドル波とδ波
の混在波が現れ、やがて δ波のみとなるのである。つ
まり、居ねむりの途中で、１４Ｈｚの脳波成分が現れ、
しかも、他のβ波成分が無い時、この１４Ｈｚの脳波成
分は、覚醒時の脳波では無く、居ねむり時のスピンドル
波である。そこで、ソフトウエア上は、次ぎの仕組みを
用いる。 １）粗い評価としては、１４Ｈｚの脳波成分を無視し、
これを、β波、覚醒脳波成分として、カウントすること
に伴う誤差を ０ にする。 ２）細かい評価としては、 他のβ波成分が無く、１４
Ｈｚの脳波成分のみが有る時、これを 睡眠時の脳波と
して、θ波、もしくは、δ波に 含めて、カウントす
る。 すなわち、ソフトウエアを １）と２）の両方できるよ
うに、準備しておき、ユーザーの体質に合う方を、選択
できるように、しておけばよい。 ─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１１年９月４日（１９９９．９．４）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１２】本出願の主目的は、ハイウエイ等を走行
中、居ねむり運転中の車を、ガードレール、中央分離帯
に接触せずに安全に停止せしめることである。＜以下で
は、もっぱら、ガードレールとの接触防止の観点に立っ
て説明する。すなわち、コンピュータ９の指示で作動す
る計測制御用マイクロプロセサ９により下記のような自
動操舵が なされる。なお、車は ハイウエイの第一車
線を走るとする＞。自動操舵に入ると同時に、ガードレ
ールとの距離を検出するための自動計測もなされるので
ある。ガードレール等との距離を検出する手段として
は、超音波センサを用いる。すなわち、１台の超音波発
信器１０と 数台の超音波受信器１１が 車体の横に、
車の進行方向に沿って 設けられておる。図８。超音波
ビームは、車体に垂直に発せられる。１２０ｋｍ／ｈで
は、１ｓに約３４ｍ、１０ｍｓで約３４ｃｍだけ 車体
は動く。６０ｋｍ／ｈでは、１０ｍｓに約１７ｃｍ動
く。超音波受信器１１を数台 設けておるのは、上記の
事情、および、超音波ビームのガードレールへの入射角
がかならずしも９０度では ないことを考慮しておる。
（１０ｍｓ＝０．０１秒）運転手の くせ、特性とし
て、長時間運転時の速度、ガードレールとの離隔距離
は、概ね、決まっておるだろう。それらの値が、各々６
０ｋｍ／ｈ、２ｍ ならば、発射されたビームが受信さ
れるのは、後述のように 約１１．８ｍｓ後であり、こ
の間、車体は１．７×１１．８＝ 約２０ｃｍ 動く。
そこで、一つめの受信器は、発信器のすぐ横にもうけ、
そこから、２０ｃｍのところに、別の受信器を置く。運
転状況の変化を 考え、その前後に、一例１０ｃｍ間隔
で、数台または十数台の受信器を置く。なお、超音波ビ
ームは 一例として １ｍｓ 程のパルス幅で発射する
のであるが、その集束度を やや緩め、ビームに若干の
広がりを持たせてガードレールの形状に かかわらず、
又、車体がガードレールに対し、傾いていたとしても、
そこでの反射波を車のほうで受信しやすくすることが
できよう。後述の図１０、図１１も参照。なお、感度の
高い 受信器を用いれば、超音波ビームに かなりの程
度まで、広がりを もたすことができ、その場合には
受信機は１台で済ますこともできよう。たとえば、受信
機１１の据え付けの便を考え、バスやトラックでは、感
度の低い しかし 低価格の受信器１１を、前後方向に
数台ならべ、乗用車では 高価格だが、高い感度の受信
機を１台 設けるのもよかろう。図８では、左側通行を
考え、車体の左側に 超音波発信器１０、超音波受信器
１１を設けておるが、車体の右側にも設置すれば、中央
分離帯などの自動計測も可能であろう。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１３

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１３】さて、車体とガードレールの間の 超音波
の伝搬時間は、発信と受信のタイミングの差として 容
易に測定できる。その時間が短くなるならば、それは
車体が ガードレールに接近しておるのであり、その伝
搬時間が長くなるならば、それは 車体が ガードレー
ルから離れ、たとえば、第１車線を走っていたものが、
第２車線へ入ろうと しておるのである。この、車体と
ガードレール間の伝搬時間の初期値は、あらかじめ、キ
ーボードより、入力しておくことができる。また、時間
ではなく、車体とガードレールの間の距離として、入力
しておくのもよい。例 ２ｍ。あるいは、自動操舵の始
まる、少し前に 超音波による計測を始めるようにし、
一例として θｐ＞０．６，その時の伝搬時間、もしく
は、ガードレールとの距離を 初期値として用いると、
より その時の運転状況に みあったものとなろう。そ
の居ねむり前の時点における、最初の伝搬時間を維持す
る、つまり、居ねむり前の ガードレールとの間の距離
を維持するように、システムは 働くのである。下記
は、その初期値の例である。 例 ２ｍ であれば、２ｍ × ２ ÷ ３４０ ＝１
１、８ｍｓ。 ３４０ｍ／ｓ は 、 大約 室温での音速。音速は気
温で、変わる。 左側通行を考えると、計測により 伝搬時間が短くなっ
たならば、微小角Δだけ、ハンドルを右に回す に相当
する動きを、電動モータに なさしめる。この微小角Δ
は 一例として、ハンドルの遊び角ａ の２倍の角度
であってもよい、また、普段の運転、長時間運転時の常
用の速度にて 車体を９０度 転回させる時の操舵角の
１％であってもよい。この微小角Δ は、あらかじめ
キーボードから 入力しておけば よい。脳波の計測
は、一例として、１０ｍｓごとに行うのだが上記のガー
ドレールの計測とハンドル制御を、一例として６０ｍｓ
ごとに行う。この計測と制御の時間間隔も、事前にキ
ーボードより、入力しておくことができる。すなわち、
これらのパラメータは、キーボードより変更入力が可能
とし、ドライバーの考える最適値となるように フィー
ドバックできるようにしておく。６０ｋｍ／ｈは 約
１．７ｃｍ／ｍｓ に あたるので、この間に 概ね、
車体が １ｍ 進むと みてよい。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１４

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１４】さて、計測の結果、伝搬時間が１０．６ｍ
ｓ であるならば、ガードレールとの距離は、１０．６
×３４０ ÷ ２ ＝ １．８ｍ ゆえ、２０ｃｍほど
ガードレールへ近ずいたことになり、ハンドルを Δ
だけ、右へ回すに相当する、自動操舵をする。さらに、
６０ｍｓ後、計測して 伝搬時間が１１．２ｍｓ にな
れば、距離は１１．２× ３４０ ÷２ ＝ １．９ｍ これは、ガードレールへの接近が やんだ ことを意味
しておる。ハンドル は、そのままにする。さらに、６
０ｍｓ後、計測して ガードレールとの距離が ２．１
ｍ になったら、これは 初期値 ２ｍ より大きいの
で、ハンドル を Δ だけ、左に回す に相当する、
自動操舵を行う。このような、自動操舵が 繰り返さ
れ、ガードレールとの距離を一定に保つのである。図９
は、 この仕組みを示す フローチャート である。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１５

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１５】名紳や東名のようなガードレールのあるハ
イウエイでは、上記の仕組みをそのまま用いることがで
きるし、名古屋市内の都市高速のように、ガードレール
の無いハイウエイでは、側壁または防音壁が、ガードレ
ールと同様 超音波の反射体の役目をし、やはり 上記
の仕組みを用いることができる。防音壁とガードレール
が両方ある時、ケースによっては、内側のガードレール
からの反射波が、まず検出され、ついで、外側の防音壁
からの反射波が、受信器に入ることが ありえようが、
パルス波を用いておるので、より車体に近いほうの、ガ
ードレールからの反射波により、伝搬時間がカウントさ
れるので、計測上の問題は生じない。このガードレール
との距離を一定ならしめるための自動操舵では、右もし
くは左へ、車体を転回させるわけではないので、方向指
示器の点灯は不用と いえる。なお、前記 計測と制御
の時間間隔は、伝搬時間より やや大きくなるように設
定するのが良いかもしれない。なお、本文の末尾で述べ
るように、超音波に代えて、マイクロ波を用いるときに
は、この考慮は 不用である。ところで、本実施例にお
いて、前掲「脳波による制動装置」を併用しておれば、
居ねむりが 始まると同時に、エンジンブレーキが 掛
かり、その後、居ねむりが 深まるについて、ハーフブ
レーキ、フルブレーキが 掛かるので、車体はやがて停
止する。その停止に到る、数分間、もしくは、１０分間
なり 自動操舵が、適切に行われれば、道路がカーブし
ていても、車は 第１車線で安全に停止するはずであ
る。しかし、この間に、ガードレールが 間断なく、延
びておるとは限らず、途中にガードレールの切れめが
１ｍなり、２ｍある こともあろう。さて、ガードレー
ルに 切れめが有って、その外側に 側壁も防音壁も無
いならば、発信した超音波パルスは、行きっぱなしで、
反射波が 無い。この場合は、システムの方で、ガード
レールも、側壁も無い と、容易に判断できる。この場
合、ハンドルは そのままに、すれば良い。ガードレー
ルに、１ｍの切れめが有り、ただし、その外側に 奥行
き１ｍ のところに、防音壁が有るとする。設定離隔距
離を２ｍとすると、このときの伝搬時間は、（２＋１）
×２／３４０＝約１７．６ｍｓ。初期値 １１．８ｍｓ
に比し、５．８ｍｓ 長くなっておる。ところが、６０
ｋｍ／ｈでの、６０ｍｓでの進行距離は約１ｍである。
自動ハンドル操作は、微小角Δ の単位で行っており、
１ｍ 前進する間に、横方向に、１ｍに相当する距離
を、車体が急に移動することは、ありえない。＜微小角
Δの設定にあたっては、東名高速なり、中央高速なり
の、ゆるやかなカーブを もっぱら想定して入力するの
であり、この意味の入力チェックが なされる。＞つま
り、６０ｋｍ／ｈで６０ｍｓごとの、計測であれば、１
ｍ 前進する間の、横方向の偏位は、それを越えぬはず
である。＜これが、上記の入力チェックの意味であり、
そのように 微小角Δが 設定されることを推奨する。
＞ 伝搬時間の変化は、１×２／３４０＝約５．８ｍｓ以下
のはずである。また、計測間隔４０ｍｓ ならば、この
４０ｍｓの間の前進距離は約６８ｃｍ、横方向への、そ
の間のシフトは、６８ｃｍを越えぬはずである。ゆえ
に、伝搬時間の変化は、０．６８×２／３４０＝約４ｍ
ｓ以下のはずである。これらの想定される、伝搬時間の
変化の最大値は、１２０ｋｍ／ｈの時にも、同様に算出
できる。この最大値を越える伝搬時間の変化が、時間が
大きくなる方向で観測された時には、すなわち、ガード
レールの切れめが有ると、推定せられる。したがって、
この場合には、１ｍなり、２ｍなり、ガードレールの切
れめを想定し、その切れめを通過するに要する、６０ｍ
ｓなり、１２０ｍｓの間、システムは、ハンドルをその
ままに維持し、左方向への自働操舵を行わぬのである。

【手続補正５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１６

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１６】ところで、車が トンネルへ入った場合、
超音波の使用は 混信を生じる可能性が 有る。 先
に、一例として １ｍｓ のパルス幅の超音波ビー
ムとしたが、混信が 無いならば、前記の計測間隔６０
ｍｓ の間に、このパルス は「パルス」として計測さ
れる はずである。ガードレールでの反射のさい、その
形状のために、反射波のパルス幅が 若干広がるかもし
れない。しかし、このパルスが まだん無く続くようで
は、混信が 生じておるのであり、トンネル等に入った
といえる。このことは、車体に照度センサ１５、もしく
は、光センサ１５を設けておき、トンネルへ 入った
か、どうかの判断の一助とすることができる。このよう
な場合に限って、 つまり 、 トンネル壁との離隔距
離を一定ならしめる場合にのみ、レーザービームを計測
に用いるのである。実用上、トンネルの少ないハイウエ
イを往復する、バスやトラック では、このための考慮
は不用であろう。なお、レーザービームによる計測は、
雨の有無により、大きく精度が左右されるが、本システ
ムのように、トンネル内に限定して、使用すれば 精度
を落とさずに済む。

【手続補正６】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１７

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１７】さて、レーザーは より 光学的性質が大
きいので、車体が やや傾いて、トンネル壁に車体が
近ずいておる時、つまり、レーザービームのトンネル壁
への入射角が９０度でない時には、一例として 図１０
では、反射光は 少し後方にて検出されよう。そこで、
レーザー受光素子を 図８ の時と同様、前後方向へ水
平に複数個 車体へ付けるのが よかろう。又、レーザ
ービームも 一例として、２ｍ先で １０ｃｍのように
光学上 やや広がりをもたせて発射するのもよい。これ
は、レンズにより可能である。また、車体が トンネル
壁１７から離れて行く時には、一例として 図１１の時
には、車体の前方においたレーザー発光器１３の反射波
を、前方に併設した受光器１４で得られることができな
いので、車体の後方に設けたレーザー発光器１３から発
射したビームを、後方に併設した受光器１４で受けるこ
とになる。一例として、３０ｍｓごとに車体の前方にお
いた発光器１３と、後方においた発光器１３により、交
互にレーザービームを発しつつ、距離計測を行うのであ
る。レーザーによる距離の測定については、レーザー計
測ハンドブック、１９９３に＜その基礎についてはｐ１
３５−１３９，その応用についてはｐ４０８−４１３＞
明示されておるように、既に商品化されておる。レーザ
ービームを用いる場合には、伝搬時間には注目せず、
トンネルとの距離が 一例２ｍ を保つように、自動ハ
ンドルを行うのである。図１２ 。

【手続補正７】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２１

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２１】他のα波、β波に対して、θ波とδ波の成
分が強くなったならば、一例としてθｐ ＋ δｐ ＞
０．７ なら、居ねむりが進んだ可能性が高いので、
その旨、やや大きな音でアナウンスしつつ、自動操舵を
継続する。ユーザーが使っていて、自動ハンドルの制御
が粗いと判断したならば、よりきめ細かにハンドル制御
を すべく、その時間間隔を５０ｍｓへ 事後的に変更
入力できる。すると、自動計測、自動ハンドル制御の時
間間隔として、この５０ｍｓが、以後、計測制御プロセ
サ１６により使用される。すなわち、ドライバーは う
とうとしていて、手足を動かす気力が無いとしても、ハ
ッとした瞬間のことを覚えていて、事後的にでも 計測
と制御のパラメタを修正し、次回の居ねむり運転に生か
すのである。

【手続補正８】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２２】θｐ’ ＋ δｐ’ ＞ ０．７ になっ
た時も、居ねむり状態が進んだ可能性が高いので、その
旨、やや大きな音量でアナウンスしつつ、自動操舵を
継続する。この場合も、「中ほどの居ねむり」用の、自
動計測、自動ハンドルの時間間隔が、計測制御プロセサ
１６により利用される。図１５。なお、この 中ほどの
居ねむりの判断基準として、θｐ＋δｐ を用いるほう
が、θｐ’＋δｐ’ を用いることより、効果的だと判
断したら、θｐ’＋δｐ’＞１ とゆう条件式にすれ
ば、この条件は シスデムにより無視される。他のα
波、β波、θ波に対して、δ波の比率が大きくなった
ら、一例として、δｐ ＞ ０．７ となったら、完全
な居ねむり状態になった可能性が高いので、大きな、も
しくは、特大の音量で、その旨、アナウンスしつつ、自
動操舵を継続する。この場合は、完全な居ねむりと い
えるので、もっとも、きめ細かく自動操舵をしようと思
ったら、事後的に、この「深い居ねむり」の時の、自動
計測、自動ハンドル制御の時間間隔を４０ｍｓへ変更入
力できる。この深い居ねむりの状態では、人手による操
舵が入る可能性が、最も小さいので、自動計測、自動ハ
ンドルの時間間隔が、浅い居ねむり、中ほどの居ねむり
の時に比べて、最も短くなるのである。なお、変更入力
のさい、この意味での入力チェックが なされる。

【手続補正９】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１５

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１５】 ─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１１年１１月２３日（１９９９．１１．
２３）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１１

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１１】前述した解析手段が、脳波分析手段２のコ
ンピュータ９の中にソフトウエア化されており、たとえ
ば１０ｍｓ単位で計算される。かくして、θｐ，δｐ、
および、θｐ’，δｐ’が算出される。θ波が、他の脳
波の成分に比して強くなったならば、一例として、θｐ
＞０．７ になれば、居ねむりを始めた可能性が、大で
ある。そこで、その旨を アナウンスしつつ 自動操舵
を開始する。このアナウンスは、テープレコーダ、もし
くは、半導体ＩＣに登録したものを、コンピュータ９の
指示により 再生するのである。なお、居ねむりの始め
でθ波が現れ、深い居ねむりでδ波となるのであるが、
その過程を詳しく論じると、この中間の時間帯に１４Ｈ
ｚのスピンドル波が現れ、ついで、スピンドル波とδ波
の混在波が現れ、やがて δ波のみとなるのである。つ
まり、居ねむりの途中で、１４Ｈｚの脳波成分が現れ、
しかも、他のβ波成分が無い時、この１４Ｈｚの脳波成
分は、覚醒時の脳波では無く、居ねむり時のスピンドル
波である。そこで、ソフトウエア上は、次ぎの仕組みを
用いる。 １）粗い評価としては、１４Ｈｚの脳波成分を無視し、
これを、β波、覚醒脳波成分として、カウントすること
に伴う誤差を ０ にする。 ２）細かい評価としては、 他のβ波成分が無く、１４
Ｈｚの脳波成分のみが有る時、これを 睡眠時の脳波と
して、θ波、もしくは、δ波に 含めて、カウントす
る。 すなわち、ソフトウエアを １）と２）の両方できるよ
うに、準備しておき、ユーザーの体質に合う方を、選択
できるように、しておけばよい。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】脳波入力手段１と、その脳波から、人が眠
   りに入ろうとする時の状態を示すシーター波や、既に睡
   眠中の時に現れるデルタ波を分析するための脳波分析手
   段２を有し、シータ波やデルタ波の、脳波全体に占める
   比率が大きくなった時に、自動操舵手段３により、ハン
   ドル制御を自動的に行うものである。