JP2013252764A - 居眠り警告装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】従来の運転手の覚醒度が低く運転を禁止したのち、覚醒度が回復したときに禁止を解いていたが、再度、覚醒度が下がって運転すると危険性があった。
【解決手段】被験者の覚醒度を検知し、覚醒度が第1の所定値以下になったとき運転禁止信号を出力する警告信号出力手段と、前記覚醒度が前記所定値以下から回復したとき第1の所定値より大きい第2の所定値になったときに前記警告信号を解除する警告信号解除手段とを備えた居眠り警告装置に関する。
【選択図】図8
【解決手段】被験者の覚醒度を検知し、覚醒度が第1の所定値以下になったとき運転禁止信号を出力する警告信号出力手段と、前記覚醒度が前記所定値以下から回復したとき第1の所定値より大きい第2の所定値になったときに前記警告信号を解除する警告信号解除手段とを備えた居眠り警告装置に関する。
【選択図】図8
Description
本発明は、被験者の心電または脈拍、目の動作、欠伸等の生体または生理情報を用いて単なる居眠りまたは居眠り運転等の居眠りを警告する居眠り警告装置に関する。
特許文献1は、運転手の運転する車両の現在位置と走行状態を取得する車両状態取得手段と、前記運転手の覚醒度を判定する覚醒度判定手段と、前記車両状態取得手段によって前記車両が走行状態にあることが検出され、かつ、前記覚醒度判定手段によって前記運転手の覚醒度が、所定の度合いよりも低いと判定された場合に、前記車両状態取得手段によって検出された現在位置と地図データとを照合して最寄の駐車施設を検索する施設検索手段と、前記施設検索手段によって検索された駐車施設を管理する施設予約装置へ駐車スペースの予約要求を送信する施設予約手段と、前記施設検索手段によって検索された駐車施設へ車両を誘導するための指示を出力する指示出力手段とを備えたことを特徴とする車両制御装置を示している。
特許文献2は、運転者の眠気が検知されたら警報を出力するシステムにおいて、運転者の覚醒努力が増加したら迅速に警報を低減あるいは停止する機能を備えた報知システムを提供するもので運転手の警報に対する不快感を感じさせないように警報をできるだけ減少させるものである。
以上に述べた特許文献1では、運転手が眠気生じたときに最寄の駐車場で速やかに仮眠を取らせるものであるが、運転手の立場からみると少しでも休憩、休息、仮眠をとったとしてもその休息した時間を挽回するために運転して再び眠気を生じて事故を起こす危険性もある。
また特許文献2では、画像解析による眠気度と心電数との2つの情報を用いて、どちらの数値も眠気の存在を示しているときに、警報を出力し始め、画像解析は時間がかかるのでその間は心電数、血圧の情報から眠気を観察し、覚醒努力が認められれば警報を低減または停止させるもので、運転手の居眠りの警報に対する不快感を避けるものである。しかしながら運転手自身は気持ちだけは自分では覚醒が回復したと思って再度、居眠り運転で大きな事故を起こしかねない欠点を有する。
本発明は、このような従来の構成が有していた問題を解決しようとするものであり、居眠り警告装置を提供することを目的とするものである。
本発明の請求項1は、被験者の覚醒度を検知する覚醒度検知手段と、前記覚醒度が第1
の所定値以下になったとき運転禁止信号を出力する警告信号出力手段と、前記覚醒度が前記所定値以下から回復したとき第1の所定値より大きい第2の所定値になったときに前記警告信号を解除する警告信号解除手段とを備えた居眠り警告装置を提供するものである。
の所定値以下になったとき運転禁止信号を出力する警告信号出力手段と、前記覚醒度が前記所定値以下から回復したとき第1の所定値より大きい第2の所定値になったときに前記警告信号を解除する警告信号解除手段とを備えた居眠り警告装置を提供するものである。
請求項2は、前記覚醒度は、被験者の心電信号または脈拍信号を検出する心電または脈拍検出手段と、前記心電または脈拍信号からの心電または脈拍周期時系列のパワースペクトルを高周波域信号と低周波域信号に分割し、前記高周波域信号と前記低周波域信号とから得られる請求項1に記載の居眠り警告装置を提供するものである。
請求項3は、前記覚醒度は、被験者の眼の閉眼率を検出する閉眼率検出手段とを備え、前記閉眼率が第1の所定%以上の値で、前記心電または前記脈拍相当信号のピーク値が第1の所定%よりも低下し、第1の所定%よりも高い第2の所定%に回復したときに警告信号を解除する警告解除信号を出力する請求項1に記載の居眠り警告装置を提供するものである。
請求項4は、前記覚醒度は、前記閉眼率検出手段により眼の瞬きを検知し、第1の所定時間あたりの前記瞬き回数が所定回数以上発生したときに警告信号を発生するよう制御する請求項1に記載の居眠り警告装置を提供するものである。
請求項5は、前記閉眼率検出手段により眼の瞬きを検知し、前記瞬きが第2の所定時間以上の間に発生しないときは警告信号を発生するよう制御する請求項1に記載の居眠り警告装置を提供するものである。
請求項6は、前記覚醒度は、欠伸、身体の傾斜、身体の振動などを検出する検出手段があり、第3の所定時間当たりの前記欠伸または身体の所定以上の傾斜または身体の振動の回数が所定回数以上に達したときに警告信号を発生するよう制御する請求項1に記載の居眠り警告装置を提供するものである。
請求項7は、被験者が運転者であって該運転者の運転操作の単調度が検出されたとき、前記警告信号出力手段は、前記覚醒度が第1の値より大きい第3の所定値以下になったときに警告信号を出力し、前記警告信号解除手段は第3の所定値から回復して第4の所定値を越えたときに警告信号を解除する請求項1に記載の居眠り警告装置を提供するものである。
請求項8は、被験者の覚醒度を検知する覚醒度検知手段と、前記覚醒度が所定値以下のときに運転禁止信号を出力し、前記覚醒度を検知するタイミングを、前記単調度が検出されたときは、単調度が検出されないときに比べて覚醒度の検知するタイミングを多く設定する手段を備えた居眠り警告装置を提供するものである。
上述したように、本発明の居眠り警告装置は従来例のように覚醒度が所定の覚醒度よりも低下して居眠り状態に入ってとき回復しても覚醒度が前記所定の覚醒度よりも高いレベルに回復しなければ警告の解除を行なわないので、覚醒度が低下し、再び居眠りを起こしそうな状態にならないように、運転手が休憩を取るように勧めるので安全上において好都合である。
さらに、覚醒度が高くてもハンドル操作が少ないような直線路、高低差の少ない平坦な道路、追越し禁止路のように運転手にとって単調な運転が続くと急に眠くなって覚醒度が高くてもすぐに低下して眠気を催す危険性があるので覚醒度が標準のレベルよりも高いレベルで警告信号を出力し、回復レベルが標準のレベルよりも高いレベルにならなければ警告信号を解除しないので居眠り運転防止に好都合である。
図1は、運転手の車両の運転に対して運転手の覚醒度を基に居眠り警告を与える一例を示すブロック図である。
1は覚醒度監視装置で、運転手の心電信号を計測する2で示す心電計測部で計測した運転手の心電間隔を時系列に記憶する、3で示す記憶部と、先に記憶した心電間隔の変動スペクトルを周波数分析する、4で示す分析部と、分析した前記変動スペクトルから求めた交感神経と副交換神経から得られた覚醒度を出力して、運転手の覚醒度が適切かどうかを判定する5で示す覚醒度判定部と、判定された覚醒度から運転手に警告する6で示す警告部と、判定された覚醒度から運転手の送風、暖房、冷房、空調等の環境変化を与える7で示す環境制御部とからなる。
心電計測部2は、被験者の心電信号を検出する手段であり、例えば、被験者に接触している電極に対して電圧を付加し、各電極の電位差から被験者の心電信号を検出する。例えば、図2は、特開2001−238858号に示された図であるが、図示のように自動車のハンドルに心電を検出可能な電極を設けた心電検出ハンドル10を握る運転手の心電を測定可能である。また、図3は、当出願人の出願による特開2012−45195号公報に示された図面であり、不図示の心電を検出可能な電極を設けた心電検出ベルト11を運転手の裸体で胸の部分に巻き、前記電極から心電を検出する。
図4は、心電を計測する不図示の心電計測部2が検出する心電信号の例を示す。
R−R間隔は、心電の一周期中の最も鋭いピークであるR波とR波の間隔を言い、心電計測部2で検出される。心電としてはR波以外、図示したようにP、R、Q、S、T、Uと名称が付けられているが、本発明では自律神経の観点からR波について説明する。
図5は、図4で測定された心拍のR−R間隔の時系列を一例と示し、横軸は経過時間、縦軸はR−R間隔の時間を表し、図6は、図5の時系列を周波数分析したパワースペクトルを示す。
心拍の周期は500msから1000msの間にあり、これを周波数スペクトル分析すると、0.3Hz前後のRSA(呼吸性変動)が副交感神経の活動状態を示し、0.1Hz前後のMWSA(血圧性変動)が交感神経と副交感神経の両方の活動状態を示している。特許2505702号公報では、血圧変動成分MWSAを呼吸性変動成分RSAで除算することにより、交感神経の活動度を推定し、これを覚醒度とする。あるいは交感神経の活動度と副交感神経の活動度の差分を演算して覚醒度としている。
したがって、心拍の変動は、呼吸変動や血圧変動と一定の関係をもっており、心拍のR−R間隔のゆらぎのパワースペクトルを解析することにより、交感神経と副交感神経の緊張度を知ることができる。一般に、交感神経は身体の活動力を高め、副交感神経は身体の疲労を回復させるように働く。したがって交感神経と副交感神経の活動状態を知ることにより、身体の覚醒度を知ることが出来る。
覚醒度の判定は上述の交感神経、副交感神経のバランスから行なうもの以外に、特許4240118号公報では、運転者の顔画像を取得し、運転者の顔向き角度に基づいて覚醒度を判定することが提案されている。
特許3127760号公報で示された従来の技術では、まばたきパラメータ(閉眼時間、閉眼頻度、閉眼間隔等)を平常時の値からどの程度変化したかを判断して覚醒度を推定し、居眠り状態を検出する技術が示されている。
また特許2917754号では、従来の技術として、覚醒度の低い状態になると、運転者のハンドル操作が減少して雑になり微小な操舵修正が行なわれなくなる傾向があり、所定の検出角度に対するハンドル操舵角の逸脱頻度を検出して正常運転時に期待される頻度と比較することで正常な覚醒度で運転しているかどうかを判別する例が示されている。また覚醒時に比べると皮膚電位が低下する例も示されている。
また、特開2010−204984号公報では、運転手の欠伸、ため息、深呼吸を撮像して覚醒度低下の初期状況であることを検出する例が示されている。
さらに特許3763668号公報では、単調運転状態判定手段により単調運転状態にあることを検知すると、ゆらぎ間隔で運転者にとって不快感なく適切なタイミングで香りを発生させて運転者の覚醒度を維持し、覚醒度が低下した時は、ゆらぎ間隔よりも短い一定間隔で単調運転時とは異なるパターンでより強い刺激を与える状態で香りを発生させて運転者の覚醒度を回復させることが述べられている。
図7は、本発明の居眠り警告装置の機能を示す第1のブロック図を示す。
15で示す制御部の入力側に16で示す心拍相当の情報が入力される心拍相当情報部、17で示す目的地情報部が接続する。制御部15の出力側に25で示す車両駆動部、26で示す駆動OK表示部、27で示す運転注意警告表示部、28で示す運転禁止表示部が接続される。
図8は、本発明の居眠り警告装置の制御部の第1のプログラムを示すフローチャートを示す。
まずS1で運転手の覚醒度を、心電検出可能な、接点部をハンドルに備えた心電検出ハンドル10に手のひらで接触するか、心電検出可能な心電検出ベルトを運転手の裸体の胸に巻き心電ベルトの胸と接触する部分に接点を備え、図4に示すような心電情報が出力され、前述したように、血圧変動成分MWSAを呼吸性変動成分RSAで除算することにより、交感神経の活動度を推定し、これを覚醒度とする。あるいは交感神経の活動度と副交感神経の活動度の差分を演算して覚醒度を測定する。
次にS2で、運転手の覚醒度がA値以上の大きさであるかどうかを判別し、覚醒度がA値以上であると判断すると、S3で示すように、運転手に不図示の運転OK表示を行ない。S4で示すように車両の駆動が許可される。
S5で、車両を駆動してのち、t0時間ごとに、S1に戻って覚醒度を測定を繰り返し、S6でt0時間に達しないときに目的地情報部17の信号と車両の不図示の地図情報出力とが一致したときに目的地に到達したと判定し、S7で目的地に到達したときに駆動を終了する。
S1で測定した覚醒度がS2でA値以上でなくて、S8に進み、覚醒度がA値とB値の間の値であると判定したときに、S9で覚醒度がそれほど高くないので運転に注意するよう表示がなされ、S10で車両の駆動が許可される。S11で前述の車両の駆動開始からt0時間よりも短いt1時間後にS1に戻り覚醒度を測定し、覚醒度がA値以上の大きさのときはS3に進み、そうでないときはS8に進む。
S11でt1時間経過しないときに目的地情報17の信号と車両の不図示の地図情報出力とが一致したときに目的地に到達したと判定し、S13で車両の駆動を終了する。
S8からS14に進み覚醒度がB値以下であると判定したときに、S15に進み車両の駆動停止表示がなされ、S16に進んで車両を停止し、S17に進み停止時間Tを設定するが、この停止時間Tの数値は覚醒度に応じて決め、T0とする。
停止時間T0が経過後に、運転手はまだ休養が取れたかどうか不明のなので、判定すべき覚醒度が初期のAよりも大きな値A+αを越えているかを判定し、越えていると判断したときにS20に進んで車両の駆動を開始し、駆動開始からt2時間ごとにS1に戻り、覚醒度を測定する。その間にt2時間経過しないときに目的地情報17の信号と車両の不図示の地図情報出力とが一致したとき、目的地に到達したと判定し、S23で車両の駆動を終了する。
図9は、本発明の居眠り警告装置の機能を示す第2のブロック図を示す。
制御部15の、入力側には、図7と同じよ運転手の目の閉じ具合を示す、18で示す閉眼率情報部、19で示す瞬き頻度を示す瞬き頻度情報部、20で示す欠伸の頻度を示す欠伸頻度情報部、21で示す体の揺れの頻度を示す体の揺れ情報部が接続されている。心拍相当の信号で覚醒度を測定したと同様にそれぞれの情報に閾値を設けて覚醒度を判定してもよい。さらに、追越し禁止、低速制限、直線路情報で単調運転になると覚醒度が低下することを考えて単調運転情報部が接続される。出力側は図7と同じである。
単調運転のときは、覚醒度が高くても緊張度が低下するので覚醒度判定レベルを高い値に設定するか、または覚醒度を測定するタイミングを他の場合に比べて早くして覚醒度を頻繁に測定するようにしてもよい。例えば図8のS5で述べたt0時間ごとに覚醒度を測定するのをt0よりも短い時間に設定すると、図8の場合よりも覚醒度を測定する機会が増えて覚醒度が低下していることに気づきやすくなり、誤って居眠り運転をさせる機会を少なくすることができる。
1 覚醒度監視装置
2 心電計測部
3 記憶部
4 分析部
5 覚醒度判定部
6 警告部
7 環境整備部
10 ハンドル
11 心電ベルト
15 制御部
16 心拍相当情報部
17 目的地情報部
25 車両駆動部
26 駆動OK表示部
27 運転注意警告部
28 運転禁止表示部
2 心電計測部
3 記憶部
4 分析部
5 覚醒度判定部
6 警告部
7 環境整備部
10 ハンドル
11 心電ベルト
15 制御部
16 心拍相当情報部
17 目的地情報部
25 車両駆動部
26 駆動OK表示部
27 運転注意警告部
28 運転禁止表示部
Claims (8)
- 被験者の覚醒度を検知する覚醒度検知手段と、前記覚醒度が第1の所定値以下になったとき運転禁止信号を出力する警告信号出力手段と、前記覚醒度が前記所定値以下から回復したとき第1の所定値より大きい第2の所定値になったときに前記警告信号を解除する警告信号解除手段とを備えた居眠り警告装置。
- 前記覚醒度は、被験者の心拍信号または脈拍信号を検出する心拍または脈拍検出手段と、前記心拍または脈拍信号からの心拍または脈拍周期時系列のパワースペクトルを高周波域信号と低周波域信号に分割し、前記高周波域信号と前記低周波域信号とから得る請求項1に記載の居眠り警告装置。
- 前記覚醒度は、被験者の眼の閉眼率を検出する閉眼率検出手段とを備え、前記閉眼率が第1の所定%以上の値で、前記心拍または前記脈拍相当信号のピーク値が第1の所定%よりも低下し、第1の所定%よりも高い第2の所定%に回復したときに警告信号を解除する警告解除信号を出力する請求項1に記載の居眠り警告装置。
- 前記覚醒度は、前記閉眼率検出手段により眼の瞬きを検知し、第1の所定時間あたりの前記瞬き回数が所定回数以上発生したときに警告信号を発生するよう制御する請求項1に記載の居眠り警告装置。
- 前記閉眼率検出手段により眼の瞬きを検知し、前記瞬きが第2の所定時間以上の間に発生しないときは警告信号を発生するよう制御する請求項1に記載の居眠り警告装置。
- 前記覚醒度は、欠伸、身体の傾斜、身体の振動などを検出する検出手段があり、第3の所定時間当たりの前記欠伸または身体の所定以上の傾斜または身体の振動の回数が所定回数以上に達したときに警告信号を発生するよう制御する請求項1に記載の居眠り警告装置。
- 被験者が運転者であって該運転者の運転操作の単調度が検出されたとき、前記警告信号出力手段は、前記覚醒度が第1の値より大きい第3の所定値以下になったときに警告信号を出力し、前記警告信号解除手段は第3の所定値から回復して第4の所定値を越えたときに警告信号を解除する請求項1に記載の居眠り警告装置。
- 被験者の覚醒度を検知する覚醒度検知手段と、前記覚醒度が所定値以下のときに運転禁止信号を出力し、前記覚醒度を検知するタイミングを、前記単調度が検出されたときは、単調度が検出されないときに比べて覚醒度の検知するタイミングを多く設定する手段を備えた居眠り警告装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2012128738A JP2013252764A (ja) | 2012-06-06 | 2012-06-06 | 居眠り警告装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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JP2012128738A Pending JP2013252764A (ja) | 2012-06-06 | 2012-06-06 | 居眠り警告装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2013252764A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105799509A (zh) * | 2014-12-30 | 2016-07-27 | 北京奇虎科技有限公司 | 一种防疲劳驾驶***及方法 |
CN105825631A (zh) * | 2016-04-26 | 2016-08-03 | 成都远控科技有限公司 | 基于视频智能算法的疲劳检测方法及*** |
JP2016187430A (ja) * | 2015-03-30 | 2016-11-04 | パイオニア株式会社 | 回復支援装置 |
JP2017205368A (ja) * | 2016-05-20 | 2017-11-24 | マツダ株式会社 | ドライバ状態検出装置 |
KR101839089B1 (ko) * | 2016-06-02 | 2018-03-16 | 한국산업기술대학교산학협력단 | 운전자의 졸음 인식 방법 및 졸음 인식 장치 |
-
2012
- 2012-06-06 JP JP2012128738A patent/JP2013252764A/ja active Pending
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