JPH05262161A - 居眠り防止装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 運輸機関や生産設備、物流設備等の運転者、
操縦者又は操作者等の居眠りを防止するための居眠り防
止装置を提供すること。 【構成】 種々の装置類の運転者Ｍの眠気発生の徴候を
検出する検出手段１０と、この検出手段１０の検出信号
を適宜形態に処理する信号処理手段３０と、信号処理手
段３０から出力される信号により、信号に対応する警報
を発する警報発生手段４０とで構成する。上記警報によ
り居眠り発生の危険を運転者に認識せしめるものであ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車、鉄道、航空
機、船舶等の運輸機関を始め、各種の製造装置や物流装
置等の各種装置類の運転に従事する者に対して居眠りを
防止すべく動作する居眠り防止装置に関する。

【０００２】運輸機関を始め、各種装置類はマイクロコ
ンピュータや制御用コンピュータ等に代表される電気的
・電子的装置を応用した自動化が進み、運転者、操縦者
又は操作者等の労力を軽減する努力がなされていること
はよく知られている。しかしながら、このような自動化
の進行にも拘らず、最終的には当事者の判断が重要な要
素を占めていることも明らかな事実である。

【０００３】一方、人間は単調な状態が持続すると倦怠
感が強まり、更に疲労の蓄積や体調不良等により、眠気
を催し、各種装置類の運転や操縦に必要な注意力を維持
できなくなり、居眠り状態に陥ることは日常経験すると
ころである。特に自動車その他の運輸機関の場合には、
当事者のみならず周囲にとっても極めて危険な状態に至
る事態は枚挙にいとまがない。

【０００４】

【従来の技術】従来、自動車等の運転者又は操縦者等の
眠気予防や居眠り防止には、歌を歌ったり大声を出した
り、あるいはチュウインガムを噛む等の対策が効果があ
るとされている。更に、眠気を感じた場合には短時間で
も休息をとることが推奨されている。しかしこのような
対策は、あくまでも当事者あるいは周囲にいる者がその
ような事態に至っているとの自覚又は認識をすることが
不可欠であり、単独運転で自覚せずに睡魔に襲われた場
合や周囲にいる者が気付かない場合には全く効果がな
い。

【０００５】例えば、長距離トラックや鉄道や航空機等
にあっては、複数乗務を行なう等の対策がとられていた
が、近年これに反して省力化の要請から単独乗務への移
行が求められる機運にさえある。特に自動車の場合は単
独運転になることも多く、運転者が居眠り状態に陥り大
事故を引き起こす事例は社会問題化している。特に高速
道路走行時のように単調な運転状況に於いては人間工学
的にも眠気が発生し易いことが指摘されている。また高
速走行時には特に大事故を招来し易く、その有効な対策
が待たれている。

【０００６】このような事態に対処するために、前述の
ような各種の対策が講じられているが、決定的な効果を
有するものは出現していない。なお、航空機や鉄道等の
操縦者や運転者のように高度の訓練を経ている場合には
ある程度効果のある対策も考えられる。しかし国民の半
数以上に及ぶ自動車の運転者や、工場やその他現場に於
ける装置の運転者・操縦者等に対してはこのような期待
は困難であり、真に効果ある居眠り防止対策が求められ
ている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上の従来
技術の欠点を解消して、種々の装置類の運転者の居眠り
防止に効果を発揮する居眠り防止装置を提供することを
課題とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、図１に示すよ
うに、種々の装置類の運転者が眠気を感じる様々な現象
を検出するための検出手段１０と、該検出手段の出力を
処理して対応する出力を発生し、該出力に応じて運転者
に対し警報を発生する信号処理及び警報発生手段２０と
で構成した居眠り防止装置である。上記信号処理及び警
報発生手段２０は検出手段１０の出力を演算処理して眠
気を生じているかどうか、若しくはどの程度に眠気を生
じているかを判定する信号処理手段３０と、眠気を生じ
ていると判定された場合に、その程度等に応じて、後述
する種々の態様の警報を発生する警報発生手段４０とか
らなるものである。

【０００９】前記検出手段１０としては、種々のそれが
採用可能であり、装置類の運転者の脳波を検出してその
特徴から眠気が生じていることを検出する脳波検出装
置、頭部の不規則な運動を時間差をおいて比較するため
の撮像装置、同様に眼球の運動状態を比較するための撮
像装置、掌の温度変化を比較するための検温装置等を使
用することができる。

【００１０】また前記警報発生手段４０としては、これ
もまた様々な手段を採用可能であるが、例えば、音響に
より異常を知らせる音響発生手段、運転者に対して振動
により異常を知らせる振動発生手段等を利用することが
できる。また、音響発生手段としては、ブザーやチャイ
ム等によるものが利用可能であることはもとより、適宜
人物の音声を録音したものや合成音声、マーチその他の
快活な音楽等を演奏する手段を利用することができる。
なお、これらの警報を発生する手段は、軽度の警報から
順次重大な危険を報知する警報まで、用途に応じて数段
階の強弱の警報を発生するように構成すると都合がよ
い。

【００１１】

【作用】本発明は、以上のように構成したものであるか
ら、検出手段１０により、運転者が覚醒状態から眠気を
催す状態にいたる間の脳波の変化、掌の温度変化、頭部
又は眼球の不自然な動作等を検出する。この検出手段１
０が異常を示す検出結果を出力すれば、その出力を周知
の構成である信号処理手段３０により演算処理を行な
い、その処理結果に応じて警報発生手段４０により運転
者に対して対応する注意を喚起し、結果的に居眠りの発
生を防止し、事故防止等の究極目的を達成するものであ
る。

【００１２】検出手段１０としては、このような、運転
者の眠気の検出のためには、状況又は運転者の個人差に
よって種々の手段が適用可能である。例えば、運転者が
自覚して居眠りを防止しようとする場合には、脳波検出
用の電極の付加されたヘアーバンド又は帽子様の検出装
置を利用することができる。このような検出手段は、比
較的小型かつ経済的な装置とすることが可能である。し
かし、少々煩わしいきらいもあるため、不特定多数の運
転者には必ずしも適しているとは云えないことがある。

【００１３】更に、前記検出手段１０としては、前記し
たように、レジスタ等の信号記憶部を備えた撮像装置を
採用することができる。この場合は、運転者の頭部の不
自然な動き又は眼球運動の異常を、時間差をもつ旧画像
と最新画像とを比較して検出するものとする。この撮像
装置は、当然に運転者の顔又は頭部を撮像可能な部位、
例えば、運転席の前方上部であって、視界を妨げない部
位、又は運転席上部に設置することができる。

【００１４】なお、運転者の掌の温度が眠気のいかんに
よって変化することを利用して判断することもできるか
ら、検出手段１０としては、運転者の着用する手袋や、
ステアリングに温度検出素子を取り付けておき、それに
より眠気の発生を検出することもできる。

【００１５】前記警報発生手段４０としては、前記した
ように、異常のあることを運転者に音響発生手段により
報知する手段が簡易かつ有効である。発生する音響の種
類としては、前記したように、ブザーやチャイムの類か
ら適宜人物の肉声を録音した音声テープや注意喚起用合
成音声とすることもできる。また、音楽を単独であるい
は前述の音響のいずれかと組み合わせて用いることもで
きる。この場合、警報レベルを何段階かに設定してお
き、眠気の程度に応じて異なる警報を発生するように構
成すると都合がよい。

【００１６】他の警報発生手段４０としては、先に略述
したように、運転者の身体に直接振動を伝達する振動発
生手段を採用することもできる。この場合、運転者の身
体又は椅子等に振動体を取り付けておき、異常を報知す
ることもできる。例えば、車両等の運転席の着座部又は
背当て、シートベルトあるいはステアリング等に振動体
を取り付けることができる。このような形態は、同乗者
又は周囲者にはかかわりなく、運転者のみに確実かつ正
確に報知することができる効果がある。

【００１７】

【実施例】以下、図面に基づいて本発明の実施例を説明
する。図１は、前述のように本発明の居眠り防止装置の
基本構成を示すブロック図である。

【００１８】検出部１０としては、図２のように、運転
者の頭部に装着し、運転者の脳波を検出するための電極
１２、１２の付されたヘアーバンド状部材１１とするこ
とができる。この場合は、運転者Ｍの脳波を検出し、覚
醒時と眠気を感じた場合との脳波の比較によって、眠気
の発生を検出するものである。このような信号の比較
は、適宜時間、例えば１分間隔程度で行なうように構成
することができる。

【００１９】検出部１０の他の実施例としては、図３に
示したように、運転者Ｍの顔部、特に眼球の運動を撮像
する撮像装置１４として構成することができる。この撮
像装置１４は、所定時間間隔で運転者の顔部又は眼球の
撮像を行ない、その出力を一旦蓄積しておき、これら蓄
積出力と新たな撮像信号出力とを所定時間ごとに順次比
較する。その比較結果に基づき、頭部又は眼球の不自然
な動作が確認された際に、眠気発生状態と判断するもの
である。なお、この撮像装置１４は、車両運転席の上部
に取り付け、頭部像の水平面内運動比較により警報を発
生するように構成することもできる。これらの場合の撮
像装置１４はＣＣＤカメラその他の撮像装置を利用する
ことができるが、像全体を正確に再現する必要はなく、
何点かのサンプリングされた点の比較をすることができ
れば良いため、格別高い画素数等は要求されない。図３
中、１５は撮像装置１４のレンズである。

【００２０】例えば、運転者の頭の運動を頂部から撮像
した場合、覚醒時においては、図４の実線矢印に示した
ように、左右確認や前方注視、あるいはルームミラー、
ドアミラー等の確認のための運動の如く、ある程度規則
的な運動を繰り返しており、通常の運動範囲は所定範囲
内に納まっている。これに対して、一旦眠気が生じた場
合には、同図中、破線矢印に示したように、運動が不規
則となり又はかなりの時間静止したり、俯いたり、これ
とは逆にヘッドレストにもたれたり、左右いずれかの不
自然な方向に傾いたりする。このような頭部像の位置及
び運動の時間差比較を行なうことにより、運転者に眠気
が生じていることを検出することができる。

【００２１】図５は、検出手段１０として、運転者の掌
の温度変化を検出するための温度の検出器を構成した例
を示すものである。この図では、温度検出素子１６群は
ステアリング１７の、通常の直進状態に於ける掌の握り
部分よりやや広めの部分に付されている。通常の運転に
おいては、特に不自然な運転姿勢でない限りほぼ一定の
部位を握っていることが多いため、ステアリング全体に
付けなくとも十分な効果が期待できる。したがって、図
５のような部位に温度検出素子１６が配置されていれ
ば、運転者の掌の温度を検出することが可能である。

【００２２】さらにこの温度検出素子１６は、手袋に装
着しておくこともできる。この場合の出力は、有線又は
無線により処理装置側に伝達される。運転操作の障害に
ならないように配慮する必要があるため、例えば電磁波
や赤外線等の無線伝送であると都合がよい。

【００２３】これらの温度検出素子１６群の出力を、所
定時間、例えば１分間隔ごとに比較し、新旧温度の変化
に応じて眠気が生じたことを判断するものである。

【００２４】図１中、２０は信号処理及び警報発生手段
であり、検出手段１０の出力を受けて、適宜処理を実行
し、対応する出力を発生するための信号処理手段３０
と、この出力に応じて警報を発生するための警報発生手
段４０とから構成される。

【００２５】信号処理手段３０は検出手段１０の新旧信
号の比較を行なう機能を具備する。例えば、図６に示し
たように、サンプリング回路３１、フリップフロップ回
路３２、第１及び第２のレジスタ３３、３４、比較回路
３５等によって構成することができる。サンプリングさ
れた検出信号は、クロックＣＬによって順次切り替えて
交互に２個のレジスタ３３、３４に加えられる。ここ
で、適宜時間、例えば１分ごとに新旧の信号を各々更新
しつつ、その都度比較回路３５でレジスタ３３、３４の
状態比較を行ない、両者の差により正常時と眠気を感じ
ている場合との変化を検出するものである。なお、比較
回路３５の出力をＡ／Ｄ変換回路３６によりアナログ−
ディジタル変換することにより、変化の大小に応じて数
段階の信号を発生するように構成することができる。

【００２６】このような信号処理手段３０を構成する回
路等は、信号の種類、画像信号、電圧信号、温度信号等
に応じて適宜変更することができる。また、それぞれ周
知の回路要素や大規模集積回路等を組み合わせることに
より構成することができる。

【００２７】図７は、警報発生手段４０の実施例として
の振動発生器４１を、座席及び背当てに設置した状態を
示すものである。これは、信号処理手段３０からの出力
に応じて機械的振動を発生せしめるものである。通常
は、電磁的振動発生装置を用いることができる。また、
このような振動発生器４１は、運転者の人体に直接触れ
るその他の態様として、例えばステアリングやシートベ
ルトに取り付けたりブレスレット状の振動体とすること
もできる。

【００２８】この警報発生手段４０を音響発生装置とす
る場合は、周知のブザー、チャイム等が使用可能である
ことはもとより、カーオーディオのスピーカ又は専用の
スピーカとすることもできる。これら音響発生装置は周
知の装置を適宜選択して利用することが可能であるため
詳述はしない。

【００２９】これらの警報発生手段４０の作動態様は、
例えば、弱、中、強のように複数段階に構成すると都合
がよい。検出信号の強弱、継続時間の長短等により適宜
異なる警報の程度を選択することが可能となる。また、
複数の警報発生手段４０を併用して、信号程度に応じて
段階的に作動せしめ、あるいは重複して同時作動せしめ
るように構成することも可能である。

【００３０】この場合、弱警報は、信号検出した最初又
は軽度の眠気であると判断された場合の警報とする。か
かる警報は、運転者を格別驚かせるような強度ではない
ように設定しておき、とりたてて危険が感じられない場
合であっても、適当な時間、例えば、３０分ないし１時
間程度で自動的に発生するように構成することもでき
る。このような軽度の信号と時間間隔の併用により発生
する警報は、とかく単調になる時間に対してアクセント
を付けることができ、眠気の発生を予防する効果が期待
できる。

【００３１】このような眠気発生予防を目的とする軽度
の警報は、例えば、カーオーディオの音量を自然に変化
せしめたり、あるいは、家族や恋人の録音音声による励
ましあるいはねぎらいの言葉を発生するようにすること
もできる。

【００３２】検出信号が中程度になり、または継続時間
が長引くような場合には、その上のやや強度の高い警報
にする。更に危険度が高まった場合には、警報も更に強
いものとする。この場合、突然強い警報が発生される
と、運転者が驚いて危険な行動をとることがあり得るの
で、順次強い警報に移行するように配慮することが望ま
しい。

【００３３】ここに示した、警報の弱、中、強のような
差異は、一種類の警報発生手段４０による場合は、単な
る強弱の差とすることができるが、複数の警報発生手段
４０を併用し、信号の程度に応じて順位を決めて作動せ
しめ、最終的に全てを重畳して作動せしめるように構成
することができる。即ち、危険度が高い場合には、音響
発生装置及び振動発生器４１等を同時作動せしめて運転
者にたいする確実な認識を期待し得る構成とすることが
できる。

【００３４】

【発明の効果】本発明の居眠り防止装置によれば、運転
者の眠気の程度を表わす信号を検出し、この信号を所用
形態の信号となるように処理し、この信号によって警報
発生手段を作動せしめ、運転者に注意を喚起する。この
警報により、運転者は、眠気を除去するための自己努
力、例えば、交替者に運転を依頼し、あるいは短時間の
休息をとる等の対策を講じることができる。なお、軽度
の警報の場合には、チュウインガムを噛み又は歌を歌う
等の対策で足りることもある。

【００３５】なお、本発明の居眠り防止装置は、自動車
の運転者のみならず、その他の運輸機関の運転又は操縦
の従事者、生産あるいは物流装置等の操作者、警備担当
者等の場合にも適用することができる。これら各種用途
において、運転者自身の安全が図り得ることはもとよ
り、操作対象装置類又はその周辺の第三者の安全を図る
こともできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の居眠り防止装置の基本構成を示すブロ
ック図。

【図２】第一の実施例の検出手段の構造を示す概略斜視
図。

【図３】第二の実施例の検出手段の構造を示す説明図。

【図４】第二の実施例の検出手段の検出原理を示す説明
図。

【図５】第三の実施例の検出手段の構造を示す概略斜視
図。

【図６】信号処理手段の構成例を示すブロック図。

【図７】警報発生手段の実施例を示す概略斜視図。

【符号の説明】

１０ 検出手段 １１ ヘアーバンド状部材 １２ 電極 １４ 撮像装置 １５ レンズ １６ 温度検出素子 １７ ステアリング ２０ 信号処理及び警報発生手段 ３０ 信号処理手段 ３１ サンプリング回路 ３２ フリップフロップ回路 ３３ レジスタ ３４ レジスタ ３５ 比較回路 ３６ Ａ／Ｄ変換回路 ４０ 警報発生手段 ４１ 振動発生器 Ｍ 運転者

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】装置類の運転者が眠気を感じたことを検出
   するための検出手段と、 該検出手段の出力を処理して適宜形態の出力を発生し、
   該処理出力により運転者に対して警報を伝達するための
   信号処理及び警報発生手段とで構成した居眠り防止装
   置。
2. 【請求項２】前記検出手段が、運転者の頭部に着用する
   ヘアーバンド状部材に配された電極であって、着用して
   いる運転者の脳波の変化を検出する電極である請求項１
   の居眠り防止装置。
3. 【請求項３】前記検出手段が、撮像された画像の時間差
   比較によって検出を行なうべく、運転者の顔又は頭部を
   被写体として撮像する撮像装置である請求項１の居眠り
   防止装置。
4. 【請求項４】前記検出手段が、撮像された画像の時間差
   比較によって検出を行なうべく、運転者の眼球を被写体
   として撮像する撮像装置である請求項１の居眠り防止装
   置。
5. 【請求項５】前記検出手段が、運転者の手の温度変化の
   検出を行なうべくステアリングに配された温度検出素子
   である請求項１の居眠り防止装置。
6. 【請求項６】前記信号処理及び警報発生手段中の警報を
   発生する手段が、運転者に対して音響を発生して注意を
   喚起するための音響発生装置である請求項１、２、３、
   ４又は５の居眠り防止装置。
7. 【請求項７】前記信号処理及び警報発生手段中の警報を
   発生する手段が、運転者に対して機械的振動を伝達する
   ことにより注意を喚起するための振動発生装置である請
   求項１、２、３、４又は５の居眠り防止装置。
8. 【請求項８】前記信号処理及び警報発生手段中の警報を
   発生する手段が、検出手段に於いて、運転者から格別の
   信号が検出されない場合でも、所定時間の経過に応じて
   警報を発生するように構成した請求項１、２、３、４、
   ５、６又は７の居眠り防止装置。