JPH063723U - 居眠り運転警報装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 誤動作を防止して居眠り状態を的確に検出し
て運転者に警報を与える。 【構成】 運転者との距離を計測する距離計測手段２０
を車両の運転室に設け、測定された距離を運転者の姿勢
の変位に変換して状況を判定する運転者状況判定手段４
と、ハンドルに設けた舵角センサ６が検出する操舵角と
予め設定した居眠り運転時の操舵パターンを比較する操
舵状況判定手段７と、車速センサ８が検出する車速より
判定した加速状況と前記運転者状況判定手段４及び操舵
状況判定手段７との判定結果をそれぞれ比較して居眠り
状態を判定し、警報装置１０に作動信号を送る制御手段
９を設ける。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、自動車の運転者の居眠り運転を検出し、警報を発して運転者の覚醒 を促すことにより事故を防止する居眠り運転警報装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

自動車の運転者は、疲労あるいは単調な運転の継続により、覚醒水準が低下す るいわゆる居眠り運転状態に陥ることがある。

【０００３】 前記居眠り運転状態を検出し、運転者に警報を与えて休息などを促す装置とし て、例えば実開平２−３３７３１で開示されるように、検出した車体のヨーレイ トと予め設定した居眠り運転状態の基準ヨーレイトパターンとを比較して居眠り 状態を判定し、居眠り状態と判定されると警報を発生する装置が知られている。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、上記従来の装置では車体の挙動の変化すなわちハンドルの操作 から運転者の居眠り状態を検出するため、居眠りの初期段階を的確に判定するこ とができないばかりか、道路の状況によっては誤動作を招いて正常運転時にも警 報が作動してしまうなどの問題点が発生した。

【０００５】 そこで本考案は、誤動作を防止して居眠り運転状態を的確に検出し、運転者へ 警報を与える装置を提供するものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

本考案は、車両の運転室に固定されて運転者との距離を測定する距離測定手段 と、この距離測定手段で測定した距離の変位に基づいて運転者の状況を判定する 運転者状況判定手段と、ハンドルに設けた舵角センサと、この舵角センサが検出 する操舵角と居眠り運転時の基準舵角パターンを比較する操舵状況判定手段と、 車両の加速状況を検出する手段と、この検出した加速状況及び前記運転者状況判 定手段の判定結果並びに操舵状況判定手段の判定結果とをそれぞれ比較して居眠 り運転状態を判定する制御手段と、この判定結果に基づいて警報を発生する警報 装置を備える。

【０００７】

【作用】

距離測定手段で検出した距離の変位から運転者状況判定手段で運転者の居眠り による静止状態を判定するとともに、舵角センサで検出した操舵パターンと予め 設定した居眠り運転時の操舵パターンとを操舵状況判定手段で比較して操舵の不 適正を判定し、さらに制御手段において車両の加速状況から運転者が車速の制御 を行わない状態であるかを判定するとともに、前記判定結果をそれぞれ比較した 結果が居眠り状態の場合、作動信号を送って警報装置を作動させて運転者に覚醒 を促す。

【０００８】

【実施例】

以下、図面に従って本考案の実施例を説明する。

【０００９】 図１〜図９において、１はパルス変調した赤外線２１を運転者１２の頭部に向 けて照射する赤外線照射装置、２は赤外線照射装置１で照射した赤外線の反射光 ２２を検出する赤外線センサで、３は赤外線センサ２の出力信号に含まれるノイ ズを除去する帯域フィルタで、前記赤外線照射装置１と赤外線センサ２及び帯域 フィルタ３が一組となって運転者１２との距離を検出する距離測定手段２０が構 成され、この距離測定手段２０が自動車の運転室１１の上部に運転者１２に向け て固定され、また、ハンドルの舵角を検出する舵角センサ６がハンドルに近接し て設けられ、日射量を検出する日射センサ５が運転室１１の内部の所定の位置に 車外に向けて固定されている。

【００１０】 日射センサ５は運転室１１内に入る日射量の検出値を赤外線照射装置１へ送っ て照射する赤外線２１のフィードバック制御を行って、赤外線センサ２の誤動作 を防止している。距離測定手段２０で計測された距離データは運転者状況判定手 段４に入力され、この運転者状況判定手段４では距離から換算した運転者１２の 姿勢の変位より居眠り状態を判定し、二値化した判定結果を制御手段９へ送る。

【００１１】 舵角センサ６は検出したハンドルの舵角を操舵状況判定手段７へ送り、操舵状 況判定手段７において予め設定した居眠り状態の基準操舵パターンと比較して居 眠り状態を判定し、この結果を制御手段９へ送る。

【００１２】 また、車両の加速状況を検出する手段として、車速センサ８を図示しない変速 機に設け、検出した車速を制御手段９へ送出してこの制御手段９において車速の 変化から加速状況を得る。制御手段９は前記運転者状況判定手段４及び操舵状況 判定手段７の判定結果と車速センサ８の車速の変動から運転者１２の居眠り状況 をさらに比較、判定し、図示しないブザー及びブザーの駆動手段からなる警報装 置１０へ作動信号を送出する。

【００１３】 以上のように構成され、次に作用について説明する。

【００１４】 距離測定手段２０においては運転者１２との距離を計測して、運転者状況判定 手段４へ距離データを送る。すなわち、距離測定手段２０は、赤外線照射装置１ により運転者１２の頭部に常時パルス変調した赤外線２１を照射するとともに反 射光２２を赤外線センサ２で検出し、運転者１２の頭部と距離測定手段２０との 距離を測定している。赤外線照射装置１に接続される日射センサ５は、車外から 侵入する自然光の量を検出して、自然光の変動による誤動作を防ぐため赤外線照 射装置１で照射する赤外線の量のフィードバック制御を行う。

【００１５】 反射光２２を受ける赤外線センサ２の受光量の変化は、図３（Ａ）に示すよう に運転者１２の頭部の動きに比例して、赤外線センサ２と頭部の間の変位を表し ている。しかしこのままでは車体の振動などによるノイズ成分を含んでいるため 、図３（Ｂ）に示す減衰特性を備えた帯域フィルタ３でノイズ成分を除去する。 つまり、低周波成分３１を減衰させて直流成分及び環境変化によるノイズを除去 し、高周波成分３２を減衰させて車体の振動、光の乱反射によるノイズを除去し て正確な距離データを得る。

【００１６】 運転者状況判定手段４においては距離測定手段２０から送られて来た距離デー タを、運転者１２の姿勢の変位に換算し、次に換算した姿勢の変位を予め設定し たサンプリング時間で集計して出現頻度に分類し、運転者１２の状況判定を行う 。すなわち、図４に示すように、予め設定した変位の範囲である判定ゾーン４１ と集計した変位データを分類した変位の中心値L₀で比較を行う。図４（Ａ）では 、変位データの分布範囲が判定ゾーン４１よりも広く、これは運転者１２の頭部 が回転あるいは上下したために測定距離の変位が大きいためであり、この状態を 活動時と判定し、図４（Ｂ）に示すように、変位データの分布範囲が判定ゾーン ４１より狭い場合、運転者１２が居眠り等により静止している静止時と判定する 。

【００１７】 さらに、前記判定が静止時の場合、この静止時が瞬間的なものか連続的かを判 定するため、前記判定結果を図５で示すように二値化データに変換する。二値化 データへの変換は、活動時の場合にハイレベル（図示Ｈ）、静止時の場合にロー レベル（図示Ｌ）とする。さらにこの二値化データを、予め設定した時間Ｔｐで カウントし、ローレベルがＴｐ以上保持された場合には、居眠り状態と判定して 制御手段９へ居眠り信号を出力し、その他の場合には活動信号を制御手段９へ出 力する。

【００１８】 一方、舵角センサ６及び操舵状況判定手段７においては、検出した舵角と予め 設定した居眠り状態の基準操舵パターンとを比較して居眠り状態を判定する。す なわち、図６に示すように舵角センサ６で検出された舵角信号は、操舵状況判定 手段７へ入力されて、図７に示すように、予め設定したサンプリング時間で舵角 を出現頻度に分類し、さらに舵角＝０を中心として予め設定した舵角の変動範囲 である判定レベル７１との比較を行う。

【００１９】 図７（Ａ）では判定レベル７１より舵角の変動範囲が広いため、運転者１２が 操舵を行っている操舵時と判定する。一方、図７（Ｂ）においては、舵角がほと んど変動しないため、静止時と判定する。この静止時の場合、居眠りによって運 転者１２が操舵を停止する可能性が高いため、前記図６で示すように、予め設定 した時間Ｔｈを越えて前記静止時が継続しているかを比較する。この比較におい て、静止時がＴｈ以上継続されると操舵停止信号を図示しない出力部に送る。

【００２０】 一方、操舵が停止していなくとも、居眠りによって操舵後の戻り不適正や蛇行 運転が発生する場合も多いため、前記操舵時の場合は、図８（Ａ）で示す予め設 定した居眠り状態の基準操舵パターンと前記図６の検出値を比較する。居眠り状 態の操舵は、操舵終了時の舵角の収束に時間がかかり、舵角が０を複数回通過す る戻り不適正８１が発生する。この戻り不適正８１が検出された時点で操舵異常 信号を出力する。さらに図８（Ｂ）で示すように前記戻り不適正８１が発生した 時点から次の戻り不適正８１Ａが発生するまでの時間を計測し、この時間を周期 ｔ₁とし、さらに次の戻り不適正８１Ｂが発生する間隔を計測し、その周期をｔ₂ とする。計測したｔ₁、ｔ₂が所定の近似値の場合、蛇行運転と判定して蛇行信号 を出力する。なお、上記以外の場合は、正常信号を出力する。

【００２１】 操舵状況判定手段７では、入力された舵角より運転者１２の状況を判定し、上 記のように操舵停止、蛇行、操舵異常、正常の４つの状態に分類した信号を制御 手段９に送る。

【００２２】 制御手段９は、前記運転者状況判定手段４及び操舵状況判定手段７の判定結果 と車速センサ８で検出した車速より、図９に示す流れ図にしたがって、居眠り状 態を判定して警報装置１０へ作動信号を送る。以下、流れ図にしたがって説明す る。

【００２３】 車速センサ８の信号から車両が運転状態であるかを判定し（ステップ５１）、 車速が０でなければ運転者状況判定手段４の出力信号を読み込み（ステップ５２ ）、居眠り信号であるかを比較する（ステップ５３）。居眠り信号が検出された 場合、さらに操舵状況判定手段７の出力信号を読み込んで（ステップ５４）、操 舵が停止している操舵停止信号であるかを比較する（ステップ５５）。操舵停止 の場合は、車速センサ８で車速を読み込んだ（ステップ５６）後、車速の変位で ある加速度を算出して加速中であるかを比較する（ステップ５７）。この比較に おいて、車両が加速中でない場合には、運転者１２が静止し、操舵も停止して徐 々にアクセルから力を抜き減速または一定の速度を保持している居眠り状態にあ ると識別して、警報装置１０へ警報作動信号を送る（ステップ５８）。

【００２４】 一方、前記ステップ５３の比較において運転者１２が活動信号である場合は、 操舵状況判定手段７の判定結果を読み込み（ステップ５９）、操舵が正常に行わ れているかを比較する（ステップ６０）。また、前記ステップ５５において操舵 停止信号が検出されない場合も、さらにこのステップ６０で操舵の適正を比較す る。すなわち、操舵状況判定手段７の出力が蛇行信号あるいは操舵異常信号の場 合、ステップ６１で操舵状況が蛇行信号であるかを比較する。ステップ６１で蛇 行信号と判定されると、居眠り状態と判定されて前記ステップ５８で警報作動信 号を出力する。

【００２５】 前記ステップ６１で蛇行信号でないと判定されるのは、操舵状況判定手段７の 出力が操舵異常信号の場合だけであるからこの操舵異常の発生回数を計測し（ス テップ６２）、操舵異常の発生回数Ｎが予め設定した許容回数ＮＳ（本実施例の 場合ＮＳ＝３）に達したかを比較し（ステップ６３）、ＮがＮＳ以上である場合 は、不安定な動作を繰り返す居眠りの初期状態と判定して前記ステップ５８で警 報作動信号を出力する。ステップ６３において操舵異常の発生回数ＮがＮＳ未満 の場合は、計測された回数を保持し、さらに予め設定した時間が経過した後に操 舵異常の回数Ｎは０に戻されて誤動作を防止する。

【００２６】 以上のように制御手段９においては、運転者状況判定手段４及び操舵状況判定 手段７の判定結果と、車速センサ８からの速度の変位を統合して居眠り状態の判 定を行うため、居眠り状態だけではなく、居眠りの初期状態の動作が不安定な領 域においても的確に警報を作動させることが可能である。

【００２７】 図１０は第２の実施例を示し、運転室１１に複数の距離測定手段２０を運転者 １２に向けて固定し、距離測定手段２０Ａは頭部と、距離測定手段２０Ｂは胸部 と、距離測定手段２０Ｃは腕部との距離を測定し、前記複数の箇所との距離を測 定して運転者１２の姿勢の変位を検知するものであり、その他の構成は前記第１ の実施例と同様であり、前記第１の実施例よりさらに運転者１２の姿勢の変位の 測定精度を向上させたものであり、誤動作を減少させることが可能である。その 他の作用及び効果は前記第１の実施例と同様である。

【００２８】 なお、本実施例において、距離測定手段２０を赤外線照射装置１及び赤外線セ ンサ２から構成したが、運転者１２の姿勢の変位を測定可能な手段であれば上記 実施例と同様の作用及び効果を得ることができ、図示はしないが、超音波発振機 及び受信機などにより距離測定手段２０を構成してもよい。

【００２９】 また、警報装置１０をブザー及びブザーの駆動手段による音響警報装置により 構成したが、警告ランプなどの光学的手段を用いてもよく、さらに、非常点滅灯 やクラクションを駆動して他車へ警告を与え、同時に燃料噴射装置に燃料カット 信号を送って減速させる警報装置と減速手段の組み合わせでもよい。

【００３０】 また、図９の流れ図において、制御手段９における居眠り状態の判定手順を示 したが、この手順に限定されることはなく、上記実施例と同様な比較、判定を行 うものであればよい。

【００３１】 また、制御手段９において、ステップ５８の警報作動を居眠り状態の検出時に 作動させたが、さらに警報作動の回数を計測し、警報作動が所定の回数まで行わ れたら、警報の音量を上げて覚醒状態を喚起させれば、居眠り状態に対する警報 効果が向上する。

【００３２】 さらに、加速状況を検出する手段として、車速センサ８で検出された車速の変 化から加速度を算出したが、アクセル開度を検出する手段によってアクセル開度 の変化から加速状況を判定してもよく、上記実施例と同様の作用及び効果となる 。

【００３３】

【考案の効果】

以上のように本考案によれば、運転者の居眠り状態を、運転者の姿勢の変位と 、操舵パターンと、加速状況とをそれぞれ比較して判定するため、道路状況によ って誤動作を招くことがなく的確に居眠り状態を判定して警報を発生し、運転者 に覚醒を促すことが可能であり、さらに居眠りの初期状態をも検知して警報を発 生して居眠り状態に陥るのを防ぐこともできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例を示す構成図である。

【図２】本考案の実施例を示す概略図である。

【図３】図３（Ａ）は赤外線センサー２の検出波形、図
３（Ｂ）は帯域フィルタ３の減衰特性を示す。

【図４】運転者の姿勢の変位の累積波形を示し、図４
（Ａ）は活動時の波形、図４（Ｂ）は静止状態を示す。

【図５】運転者状況判定手段４での判定信号の波形を示
す。

【図６】舵角センサ６の出力波形を示す。

【図７】舵角の累積波形を示し、図７（Ａ）は操舵時、
図７（Ｂ）は静止時を示す。

【図８】図８（Ａ）は居眠り状態の基準操舵パターン、
図８（Ｂ）は居眠り運転時の操舵周期を示す。

【図９】制御手段９における制御の一例を示す流れ図で
ある。

【図１０】他の実施例を示す構成図である。

【図１１】本考案のクレーム対応図である。

【符号の説明】

１ 赤外線照射装置 ２ 赤外線センサ ３ 帯域フィルタ ４ 運転者状況判定手段 ６ 舵角センサ ７ 操舵状況判定手段 ８ 車速センサ ９ 制御手段 １０ 警報装置 ２０ 距離測定手段

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両の運転室に固定されて運転者との距
   離を測定する距離測定手段と、この距離測定手段で測定
   した距離の変位に基づいて運転者の状況を判定する運転
   者状況判定手段と、ハンドルに設けた舵角センサと、こ
   の舵角センサが検出する操舵角と居眠り運転時の基準舵
   角パターンを比較する操舵状況判定手段と、車両の加速
   状況を検出する手段と、この検出した加速状況及び前記
   運転者状況判定手段の判定結果並びに操舵状況判定手段
   の判定結果とをそれぞれ比較して居眠り運転状態を判定
   する制御手段と、この判定結果に基づいて警報を発生す
   る警報装置を備えたことを特徴とする居眠り運転警報装
   置。