JP2013089250A - 運転者の状態を評価及び通信するための車両システム及び方法 - Google Patents

Abstract

【課題】運転者の状態を評価し、運転者の状態を車両外の他者に連続的に通信する車両システムの提供。
【解決手段】車両システムは、運転者の状態の種々の状況を通信する少なくとも１つの通信デバイスと、運転者及び車両のうちの少なくとも一方の少なくとも１つの特徴を検出する少なくとも１つのセンサであって、運転者及び車両のうちの少なくとも一方の少なくとも１つの特徴を表すセンサ信号を生成する少なくとも１つのセンサと、少なくとも１つのセンサ及び少なくとも１つの通信デバイスと通信しているプロセッサであって、センサ信号を受信し、命令セットに基づいてセンサ信号を分析して運転者の状態を判定し、運転者及び車両のうちの少なくとも一方の少なくとも１つの特徴に基づいて少なくとも１つの通信デバイスを制御して運転者の状態の種々の状況を他の車両に通信するプロセッサとを含む。
【選択図】図１

Description

本発明は、概して、車両システムに関する。具体的には、本発明は、運転者の状態を評価し、運転者の状態を車両の外の他者に連続的に通信するための車両システム及び方法に関する。

車両の運転者の運転能力の低下に起因する車両事故によって、毎年、数え切れないほどの負傷及び死亡が引き起こされていることはよく知られており、これらは、多くの異なる原因から生じる場合がある。多くのそのような事故は、運転者が睡眠を取らずに長時間運転し、多くの場合、運転能力の低下に気付くこともなく、車両の運転中に眠りに落ち始める時に引き起こされる。運転者が実際には完全に眠りに落ちてはいない場合であっても、うとうとしている状態の運転者は、実質的に注意力及び反射神経が低下し、車両の運転中に遭遇する危険に間に合って対応することができない場合がある。

例えば、飲酒、糖尿病、てんかん、ナルコレプシー等、運転者の運転能力を低下させる場合がある種々の他の物理的状態が存在する。そのような物理的状態によって、運転者は、時に何の前兆もなく、突然失神する、発作を起こす、又は眠りに落ちる場合がある。同様に、例えば、心臓発作、脳卒中、又は動脈瘤等、何の前兆もなく、突然運転者の運転能力を低下させる場合がある、多くの予期しない健康状態が存在する。多くの場合、深刻な運転者の運転能力低下の初期の危険信号を検出することができる。そのような危険信号の例としては、以下のいずれかの変化である可能性がある。すなわち、運転者の頭部の傾き、瞬きパターン、瞳孔拡張、心拍数、及び血圧である。現在知られている車両システムは、運転者の頭部の位置を監視して実質的な運転能力低下を検出し、低下の検出後に、運転者に警告するか、又は車両を停止するように、安全デバイスを作動させる。それにもかかわらず、運転者の能力が低下する程度は、多くの場合、車両の外の他者には知られないか、又は例えば、車線脱線もしくは衝突等の望ましくない事象の発生後にのみ知られる。運転者の能力低下の通知を可能な限り早期に受信することは、回避的又は他の正しい運転動作が必要である場合に、十分な反応時間を提供する上で役立つ。

加えて、予期しない障害物を確認した「前方」の運転者は、完全な情報処理及び取扱サイクルがブレーキペダルの使用にいたる後まで、その情報を後続の運転者らに通信することができない。危機的状況において、予期しない障害物の確認とブレーキペダルの使用との間の時間遅延は、重大である。前方の運転者が窮地に遭遇していることを知った後続の運転者らは、別の運転者の行動に反応するための十分な時間を準備することができる。

運転者の状態を評価し、運転者の状態を車両の外の他者に連続的に通信する車両システム及び方法を開発することが望ましいことになる。

本発明に従って、運転者の状態を評価し、運転者の状態を車両の外の他者に連続的に通信する、車両システム及び方法が驚くべきことに発見された。

一実施形態では、車両のシステムは、車両の運転者の状態の種々の状況を通信するための、少なくとも１つの通信デバイスと、運転者及び車両のうちの少なくとも一方の少なくとも１つの特徴を検出するための少なくとも１つのセンサであって、運転者及び車両のうちの少なくとも一方の少なくとも１つの特徴を表すセンサ信号を生成する少なくとも１つのセンサと、少なくとも１つのセンサ及び少なくとも１つの通信デバイスと通信しているプロセッサであって、センサ信号を受信し、命令セットに基づいてセンサ信号を分析して運転者の状態を判定し、運転者の状態に基づいて通信デバイスを制御して運転者の状態の種々の状況を他の車両に通信するプロセッサとを備える。

別の実施形態では、車両のシステムは、車両の運転者の状態の種々の状況を通信するための複数の通信デバイスであって、可聴通信、可視通信及びワイヤレス通信のうちの少なくとも１つを生成するように構成される通信デバイスと、運転者及び車両のうちの少なくとも一方の少なくとも１つの特徴を検出するための少なくとも１つのセンサであって、運転者及び車両のうちの少なくとも一方の少なくとも１つの特徴を表すセンサ信号を生成する少なくとも１つのセンサと、少なくとも１つのセンサ及び通信デバイスと通信しているプロセッサであって、センサ信号を受信し、命令セットに基づいてセンサ信号を分析して運転者の状態を判定し、運転者の状態に基づいて通信デバイスを制御して運転者の状態の種々の状況を他の車両に連続的に通信するプロセッサとを備える。

本発明はまた、車両の運転手の状態を通信するための方法も提供する。

一方法は、車両の運転者の状態の種々の状況を通信するために通信デバイスを提供するステップと、運転者及び車両のうちの少なくとも一方の少なくとも１つの特徴を検出するために少なくとも１つのセンサを提供するステップであって、少なくとも１つのセンサは、運転者及び車両のうちの少なくとも一方の少なくとも１つの特徴を表すセンサ信号を生成するステップと、運転者の状態の種々の状況を他の車両に通信するために運転者及び車両のうちの少なくとも一方の少なくとも１つの特徴に基づいて通信デバイスを制御するステップとを含む。

本発明の上記ならびに他の利点は、添付図面を考慮した時に、以下の発明を実施するための形態から当業者に容易に明らかとなるであろう。

本発明の一実施形態による車両システムの概略ブロック図である。 ４車線の幹線道路の断片的な概略上面図であって、そこを走る複数の車両を図示し、それらの車両のうちの１つは、図１の車両システムを含む。 前方の車両の車両システムからの信号を受信する、図２に示す車両のうちの別の１つの断片的な概略斜視図である。

以下の詳細な説明及び添付図面は、本発明の種々の実施形態を記載及び図示する。説明及び図面は、当業者が本発明を作製及び使用することを可能にするのに役立ち、いかなる様式によっても本発明の範囲を制限することを目的としていない。開示する方法に関して、提示するステップは、本質的に例示的であり、したがって、ステップの順序は、必要又は重要ではない。

図１は、本発明の一実施形態に従った、車両１１（図３に示す）用のシステム１０を示す。図示するように、車両システム１０は、複数のセンサ１２と、プロセッサ１４と、複数の通信デバイス１６、１６’、１６’’とを含む。車両システム１０は、所望に応じて、任意の数の構成要素及び下位構成要素も含むことができる。車両システム１０は、いかなるユーザの環境にも組み込むことができる。

センサ１２のそれぞれは、運転者の特徴及び／又は車両１１の特徴を連続的に検出することが可能な監視デバイスである。運転者のそのような特徴の例としては、運転者の顔又は頭部の視覚的特徴（例えば、頭部姿勢、頭部制御、注視ベクトル又は方向、瞳孔拡張、まばたきパターン等）、及び運転者の生理学的又は行動的生体測定特徴（例えば、顔の特徴、血圧、心拍数等）が挙げられるがこれらに限定されない。車両１１のそのような特徴の例としては、ステアリングシステム特徴（例えば、ハンドル制御、ブレーキシステム特徴（例えば、ブレーキペダルの使用）、エンジン制御システム特徴（例えば、アクセルペダルの使用、クルーズコントロールの作動及び停止等）が挙げられるがこれらに限定されない。ある特定の実施形態では、センサ１２のうちの少なくとも１つは、運転者の頭部の少なくとも一部分（例えば、顔又は目）の画像を撮り、その画像を表すセンサ信号を生成するための、相補型金属酸化物半導体（ＣＭＯＳ）カメラである。しかしながら、他のカメラ、撮像デバイス等を使用することができる。センサ１２は、車両１１の中で任意の好適な位置及び構成で配置することができる。好適な位置としては、例えば、車両１１の車室内のダッシュボード領域、センタースタック領域、オーバーヘッド領域、シート領域、及びハンドル領域、車両１１のエンジンルーム、車両１１の少なくとも１つのタイヤルーム等が挙げられるがこれらに限定されない。

限定されない実施例として、運転者の頭部の少なくとも一部分を照射するために、放射エネルギー源１８が配置される。更なる限定されない実施例として、放射エネルギー源１８は、赤外線発光ダイオードであってもよい。しかしながら、他の放射エネルギー源を使用することができる。

プロセッサ１４は、入力信号（例えば、センサ信号）を受信し、入力信号を分析し、入力信号の分析に反応して、通信デバイス１６、１６’、１６’’のうちの少なくとも１つを連続的に制御するように構成される、任意のデバイス又はシステムであってもよい。ある特定の実施形態では、プロセッサ１４は、マイクロコンピュータである。図示する実施形態では、プロセッサ１４は、センサ１２のうちの少なくとも１つから入力信号を受信する。

図示するように、プロセッサ１４は、命令セット２０に基づき、入力信号を分析する。命令セット２０は、任意のコンピュータ可読媒体内に統合されてもよく、プロセッサ１４が種々のタスクを実行するように構成するためのプロセッサ実行可能命令を含む。プロセッサ１４は、例えば、センサ１２、通信デバイス１６、１６’、１６’’、及び他の車両構成要素４２（例えば、センサ、温度調節システム、ナビゲーションシステム、娯楽システム、ステアリングシステム、燃料システム、電気システム等）の動作を制御する等の種々の機能を実行してもよい。運転者の特徴及び車両の特徴を分析するために、種々のアルゴリズム及びソフトウェアを使用することができることが理解される。運転者の特徴及び車両の特徴を検出するために、任意のソフトウェア又はアルゴリズムを使用することができることもさらに理解される。限定されない実施例として、命令セット２０は、プロセッサ１４によって受信される情報（例えば、センサ信号を介して）に基づき、運転者の状態２１を評価するように構成されるソフトウェアである。運転者の状態２１は、例えば、高血圧、心拍数の増加、目が閉じること、走行方向から離れた注視方向、及び点頭等、疲労した運転者又は運転者の運転能力の低下に関連する任意の状態である。

ある特定の実施形態では、プロセッサ１４は、記憶デバイス２３を含む。記憶デバイス２３は、単一の記憶デバイスであってもよく、又は複数の記憶デバイスであってもよい。さらに、記憶デバイス２３は、固体記憶システム、磁気記憶システム、光記憶システム、又は任意の他の好適な記憶システムもしくはデバイスであってもよい。記憶デバイス２３は、命令セット２０を記憶するように構成されてもよいことが理解される。例えば、センサ１２によって収集されたデータ等、他のデータ及び情報が記憶デバイス２３の中に記憶され、分類されてもよい。

プロセッサ１４は、プログラム可能な構成要素２４をさらに含んでもよい。プログラム可能な構成要素２４は、例えば、センサ１２及び通信デバイス１６、１６’、１６’’等、視覚システム１０の任意の他の構成要素と通信していてもよいことが理解される。ある特定の実施形態では、プログラム可能な構成要素２４は、プロセッサ１４の処理機能を管理及び制御するように構成される。具体的に、プログラム可能な構成要素２４は、命令セット２０を修正し、プロセッサ１４によって受信される信号及び情報の分析を制御するように構成される。プログラム可能な構成要素２４は、センサ１２、及び通信デバイス１６、１６’、１６’’のうちの少なくとも１つを管理及び制御するように構成されてもよいことが理解される。プログラム可能な構成要素２４は、記憶デバイス２３上にデータ及び情報を記憶し、記憶デバイス２３からデータ及び情報を読み出すように構成されてもよいこともさらに理解される。

通信デバイス１６は、プロセッサ１４と通信している可聴デバイスである。通信デバイス１６は、可聴通信５０を車両１１の外の他の車両４６又は他の人々（図示せず）に生成及び伝送するように構成される、任意の可聴デバイスとすることができる。通信デバイス１６は、例えば、クラクション又はサイレン等の可聴通信５０を生成する、任意の通信デバイス１６であってもよいことが理解される。可聴通信５０は、所望する場合、連続的又は断続的な音とすることができることも更に理解される。ある特定の実施形態では、可聴通信５０の特徴（例えば、可聴通信５０の音量及び音の長さ）は、運転者の状態２１の状況に基づくことができる。例えば、運転者の状態２１が十分な状態から悪化し、運転者の疲労及び／又は能力低下のレベルが正常な状態から逸脱するにつれて、可聴通信５０の音量及び／又は音の長さは、無音から所定の音量及び音の長さに増加する。反対に、運転者の状態２１が不十分な状態から改善し、運転者の疲労及び／又は能力低下のレベルが正常な状態まで低下すると、可聴通信５０の音量及び／又は音の長さは、所定の音量及び音の長さから無音に低下する。

図２〜図３に示すように、通信デバイス１６’は、プロセッサ１４と通信している可視デバイスである。通信デバイス１６’は、可視通信５２を生成し、他の車両４６又は車両１１の外の他の人々に伝送するように構成される、任意の可視デバイスとすることができる。通信デバイス１６’は、例えば、少なくとも１つの車両のライトバー、少なくとも１つのヘッドライト、少なくとも１つのテールライト、少なくとも１つの車室灯、及び少なくとも１つのバックライト等、可視通信５２を生成する任意の通信デバイス１６’とすることができることが理解される。可視通信５２は、所望する場合は、連続的又は断続的とすることができることもさらに理解される。ある特定の実施形態では、可視通信５２の特徴（例えば、可視通信５２の強さのレベル、照射時間、及び色）は、運転者の状態２１の状況に基づくことができる。例えば、運転者の状態２１が十分な状態から悪化し、運転者の疲労及び／又は能力低下のレベルが正常な状態から逸脱するにつれて、可視通信５２の強さのレベル及び／又は照射時間は、通常の状態から所定の強さのレベル及び／又は照射時間に増加し、可視通信５２の色は、所定の色パターンに従って変化してもよい（例えば、緑〜黄〜赤）。反対に、運転者の状態２１が不十分な状態から改善し、運転者の疲労及び／又は能力低下のレベルが正常な状態まで低下すると、可視通信５２の強さのレベル及び／又は照射時間は、所定の強さのレベル及び／又は照射時間から通常の状態に低下し、可視通信５２の色は、所定の色パターンに従って変化する（例えば、赤〜黄〜緑）。

通信デバイス１６’’は、プロセッサ１４と通信している、ワイヤレス伝送デバイスである。通信デバイス１６’’は、ワイヤレス通信５４（すなわち、ワイヤレス信号）を車両１１の外の他の車両４６又は他の人々に生成及び伝送するように構成される、任意のワイヤレス伝送デバイスとすることができる。通信デバイス１６’’は、所望に応じて、任意の送信機とすることができることが理解される。ワイヤレス通信５４は、例えば、音声警告５６を生成するように構成される、車両音声システム（図示せず）、視覚的警告５８（例えば、能力の低下した運転者のロケータマップ５８）を生成するように構成される、車両ナビゲーションシステム（図示せず）、及び視覚的警告６０（例えば、ダッシュボードライト）を制御するように構成される、電気システム（図示せず）等、車両１１の外の他の車両４６の任意のシステムによって受信、分析、及び出力することができることもさらに理解される。ある特定の実施形態では、音声警告５６の特徴（例えば、音声警告５６の音量及び音の長さ）、視覚的警告５８の特徴（例えば、視覚的警告５８の表示サイズ及び時間）、ならびに視覚的警告６０の特徴（例えば、視覚的警告６０の強さのレベル、照射時間、及び色）は、運転者の状態２１の状況に基づくことができる。

動作中、センサ１２は、運転者及び車両の特徴を連続的に検出し、その結果、それらの特徴に基づき、入力信号を生成する。プロセッサ１４は、運転者の特徴及び車両の特徴に関連する入力信号（例えば、センサ信号）及び情報を連続的に受信する。プロセッサ１４は、運転者の状態２１を判定するために、命令セット２０に基づき、入力信号及び情報を分析する。通信デバイス１６、１６’、１６’’のうちの少なくとも１つは、運転者の状態２１の状況に基づき、プロセッサ１４によって制御される。限定されない実施例として、プロセッサ１４は、運転者の状態２１の状況を車両１１の外の他の車両４６及び他の人々に通信するように、制御信号を通信デバイス１６、１６’、１６’’のうちの少なくとも１つに連続的に伝送する。

前述の説明から、当業者は、本発明の本質的特性を容易に確認することができ、その精神及び範囲から逸脱することなく、種々の使用法及び状況に適合させるように、本発明に種々の変更及び修正を行うことができる。

１０ システム
１１ 車両
１２ センサ
１４ プロセッサ
１６、１６’、１６’’ 通信デバイス
１８ 放射エネルギー源
２０ 命令セット
２１ 運転者の状態
２３ 記憶デバイス
２４ プログラム可能な構成要素
４２ 他の車両構成要素
４６ 他の車両
５０ 可聴通信
５２ 可視通信
５４ ワイヤレス通信
５６ 音声警告
５８、６０ 視覚的警告

Claims (20)

1. 車両のシステムであって、
   前記車両の運転手の状態の種々の状況を通信するための少なくとも１つの通信デバイスと、
   前記運転者及び前記車両のうちの少なくとも一方の少なくとも１つの特徴を検出するための少なくとも１つのセンサであって、前記運転者及び前記車両のうちの前記少なくとも一方の前記少なくとも１つの特徴を表すセンサ信号を生成する少なくとも１つのセンサと、
   前記少なくとも１つのセンサ及び前記少なくとも１つの通信デバイスと通信しているプロセッサであって、前記センサ信号を受信し、命令セットに基づいて前記センサ信号を分析して前記運転者の前記状態を判定し、前記運転者の前記状態に基いて前記少なくとも１つの通信デバイスを制御して前記運転者の前記状態の前記種々の状況を他の車両に通信するためのプロセッサと、
   を備える、システム。
2. 前記少なくとも１つの通信デバイスは、前記他の車両への可聴通信を伝送するように構成された可聴デバイスを含む、請求項１に記載のシステム。
3. 前記可聴通信の少なくとも１つの特徴は、前記運転者の前記状態の少なくとも１つの状況に基づく、請求項２に記載のシステム。
4. 前記少なくとも１つの通信デバイスは、前記他の車両への可視通信を伝送するように構成される可視デバイスを含む、請求項１に記載のシステム。
5. 前記可視通信の少なくとも１つの特徴は、前記運転者の前記状態の少なくとも１つの状況に基づく、請求項４に記載のシステム。
6. 前記少なくとも１つの通信デバイスは、前記他の車両へのワイヤレス通信を伝送するように構成されるワイヤレス伝送デバイスを含む、請求項１に記載のシステム。
7. 前記ワイヤレス通信は、前記他の車両の少なくとも１つのシステムによって受信、分析、及び出力することができる、請求項６に記載のシステム。
8. 前記ワイヤレス通信の少なくとも１つの特徴は、前記運転者の前記状態の少なくとも１つの状況に基づく、請求項６に記載のシステム。
9. 前記少なくとも１つの通信デバイスは、前記運転者の前記状態の前記種々の状況を前記他の車両に連続的に通信する、請求項１に記載のシステム。
10. 前記少なくとも１つのセンサは、前記運転者の視覚的特徴、前記運転者の生理学的生体測定特徴、前記運転者の行動的生体測定特徴、前記車両のステアリングシステム特徴、前記車両のブレーキシステム特徴、及び前記車両のエンジン制御システム特徴のうちの少なくとも１つを検出する、請求項１に記載のシステム。
11. 前記命令セットは、前記運転者及び前記車両のうちの前記少なくとも１つの前記少なくとも１つの特徴に基づき、前記運転者の前記状態を判定するためのソフトウェアである、請求項１に記載のシステム。
12. 車両のシステムであって、
    前記車両の運転者の状態の種々の状況を通信するための複数の通信デバイスであって、可聴通信、可視通信、及びワイヤレス通信のうちのすくなくとも１つを生成するように構成される通信デバイスと、
    前記運転者及び前記車両のうちの少なくとも一方の少なくとも１つの特徴を検出するための少なくとも１つのセンサであって、前記運転者及び前記車両のうちの前記少なくとも一方の前記少なくとも１つの特徴を表すセンサ信号を生成する少なくとも１つのセンサと、
    前記少なくとも１つのセンサ及び前記通信デバイスと通信しているプロセッサであって、前記センサ信号を受信し、命令セットに基づいて前記センサ信号を分析して前記運転者の前記状態を判定し、前記運転者の前記状態に基づいて前記通信デバイスを制御して前記運転者の前記状態の前記種々の状況を他の車両に連続的に通信するプロセッサと、
    を備える、システム。
13. 前記可聴通信、前記可視通信、及び前記ワイヤレス通信のうちのすくなくとも１つの少なくとも１つの特徴は、前記運転者の前記状態の少なくとも１つの状況に基づく、請求項１２に記載のシステム。
14. 前記ワイヤレス通信は、前記他の車両の少なくとも１つのシステムによって受信、分析、及び出力することができる、請求項１２に記載のシステム。
15. 前記少なくとも１つのセンサは、前記運転者の視覚的特徴、前記運転者の生理学的生体測定特徴、前記運転者の行動的生体測定特徴、前記車両のステアリングシステム特徴、前記車両のブレーキシステム特徴、及び前記車両のエンジン制御システム特徴のうちの少なくとも一方を検出する、請求項１２に記載のシステム。
16. 車両の運転手の状態を通信する方法であって、
    前記車両の前記運転者の前記状態の種々の状況を通信するために、少なくとも１つの通信デバイスを提供するステップと、
    前記運転者及び前記車両のうちの少なくとも一方の少なくとも１つの特徴を検出するために少なくとも１つのセンサを提供するステップであって、前記少なくとも１つのセンサは、前記運転者及び前記車両のうちの前記少なくとも１つの前記少なくとも１つの特徴を表すセンサ信号を生成するステップと、
    前記運転者の前記状態の前記種々の状況を他の車両に通信するために、前記運転者及び前記車両のうちの前記少なくとも１つの前記少なくとも１つの特徴に基づき、前記少なくとも１つの通信デバイスを制御するステップと、
    を含む、方法。
17. 前記少なくとも１つの通信デバイスは、前記他の車両への可聴通信を伝送するように構成される可聴デバイスを含む、請求項１６に記載のシステム。
18. 前記少なくとも１つの通信デバイスは、前記他の車両への可視通信を伝送するように構成される可視デバイスを含む、請求項１６に記載のシステム。
19. 前記少なくとも１つの通信デバイスは、前記他の車両へのワイヤレス通信を伝送するように構成されるワイヤレス伝送デバイスを含む、請求項１６に記載のシステム。
20. 前記少なくとも１つのセンサは、前記運転者の視覚的特徴、前記運転者の生理学的生体測定特徴、前記運転者の行動的生体測定特徴、前記車両のステアリングシステム特徴、前記車両のブレーキシステム特徴、及び前記車両のエンジン制御システム特徴のうちの少なくとも１つを検出する、請求項１６に記載のシステム。

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