JP2005211239A - 居眠り検出器、居眠り防止装置及び自動車 - Google Patents

Abstract

【課題】ドライバの眼球の撮像の有無に拘わらず居眠りが生じるか否かを簡便に検出し得る廉価な居眠り検出器、居眠り防止装置及び居眠り防止装置を搭載した自動車を提供する。
【解決手段】本体１の受信部１５は、送受信部２２が送信した脈波信号を受信した場合、それを内部の制御部に与え、制御部は、脈波信号に基いて、ドライバの血圧（上値・下値）及び脈拍を演算する。制御部は、与えられた入力番号に対応する平均脈拍の値・平均血圧の値を記憶部から読み出し、読み出した両値と、演算して得られた脈拍の値・血圧の値とをそれぞれ比較し、後者が前者より所定値以上低い場合、居眠りが生じると判断して、バイブレータ３，３を起動させる起動信号を送信部１７から送信させ、スピーカに警報音・警告音声を出力させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、ユーザに居眠りが生じるか否かを検出する居眠り検出器、及び該居眠り検出器を用いてユーザに居眠りが生じることを防止する居眠り防止装置、並びにこの居眠り防止装置を搭載した自動車に関する。

自動車を運転する場合、ドライバの居眠りによって重大事故が発生するため、ドライバの居眠りの有無を検出して、居眠りが生じると判断した場合、ドライバを覚醒させる居眠り防止装置が開発されている。

かかる居眠り防止装置として、後述する特許文献１には次のようなものが開示されている。即ち、居眠り防止装置は、ドライバの顔面を撮像するＣＣＤカメラと、該ＣＣＤカメラによって撮像して得た画像データを取り込んで、ドライバに居眠りが生じているか否かを判定する本体と、居眠りが生じると判定した場合、刺激臭を噴射するボンベと、ＣＣＤカメラが撮像した画像を表示する表示器とを備えている。

このような装置によってドライバの居眠りを防止するには、予め、ドライバは表示器を視認しつつ、ＣＣＤカメラの撮像領域を自己の顔面の眼球を中心とする適宜領域に調整しておく。本体は、ＣＣＤカメラから適宜の間隔で画像データを読み込み、画像データを読み込む都度、ドライバの視線の変化速度を求め、求めた視線の変化速度が予め設定された閾値未満であるか否かを判断する。そして、本体は、ドライバの視線の変化速度が予め設定された閾値未満であると判断した場合、同じ判断結果となる画像データが連続して取り込まれる時間を計時し、計時した時間が予め定めた時間を超えた場合、ドライバに居眠りが生じると判断してボンベを開にし、刺激臭を有するガス（アリルイソチオシアナートガス）をドライバの鼻へ向けて噴出させる。

特開２００２−３７０５５９号公報（図１）

しかしながら、従来の居眠り防止装置にあっては、ドライバを撮像するＣＣＤカメラ、及び撮像領域を調整するための表示器を要するため、装置コストが高いという問題があった。また、サングラスといった有色の眼鏡をドライバが着用している場合、ＣＣＤカメラによってドライバの眼球を撮像することができないため、居眠りを検出することができず、更に、複数のドライバが交代で運転する場合、ドライバが交代する都度、当該ドライバに応じて、ＣＣＤカメラの撮像領域を調整する手間を要するという問題もあった。

本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであって、ドライバの眼球の撮像の有無に拘わらず居眠りが生じるか否かを簡便に検出し得る廉価な居眠り検出器、及び該居眠り検出器を備える居眠り防止装置、並びに居眠り防止装置を搭載した自動車を提供する。

請求項１記載の居眠り検出器は、ユーザの脈波を検出する脈波センサと、この脈波センサが検出した脈波に基いてユーザに居眠りが生じるか否かを判断する判断手段とを備えることを特徴とする。

請求項２記載の居眠り検出器は、ユーザの血圧の値及び／又は脈拍の値を入力する入力手段と、入力された血圧の値及び／又は脈拍の値を記憶する記憶手段とを更に備え、前記判断手段は、脈波センサが検出した脈波に基いてユーザの血圧の値を演算する手段及び／又は前記脈波に基いてユーザの脈拍の値を演算する手段と、記憶した血圧の値と演算した血圧の値との比較結果及び／又は記憶した脈拍の値と演算した脈拍の値との比較結果を用いて、ユーザに居眠りが生じるか否かを判定する手段とを具備することを特徴とする。

請求項３記載の居眠り検出器は、前記脈波センサが検出した脈波に係る信号を無線送信する送信手段と、この送信手段から送信された前記信号を受信する受信手段とを更に備え、受信手段は、受信した前記信号を前記判断手段に与えるようにしてあることを特徴とする。

請求項４記載の居眠り防止装置は、請求項１から３のいずれかに記載の居眠り検出器と、この居眠り検出器によってユーザに居眠りが生じることが検出された場合、ユーザに刺激を与える手段とを備えることを特徴とする。

請求項５記載の自動車は、請求項４記載の居眠り防止装置が搭載してあることを特徴とする。

請求項６記載の自動車は、前記居眠り防止装置に具備された脈波センサがハンドルに配設してあることを特徴とする。

請求項１記載の居眠り検出器では、ユーザの脈波を検出する脈波センサと、この脈波センサが検出した脈波に基いてユーザに居眠りが生じるか否かを判断する判断手段とを備えるため、撮像装置を要せず、従ってドライバの眼球の撮像の有無に拘わらず居眠りが生じるか否かを簡便に検出し得るのに加え、部品コストを低減させることができる。

請求項２記載の居眠り検出器では、ユーザの血圧の値及び／又は脈拍の値を入力する入力手段と、入力された血圧の値及び／又は脈拍の値を記憶する記憶手段とを更に備え、前記判断手段は、脈波センサが検出した脈波に基いてユーザの血圧の値を演算する手段及び／又は前記脈波に基いてユーザの脈拍の値を演算する手段と、記憶した血圧の値と演算した血圧の値との比較結果及び／又は記憶した脈拍の値と演算した脈拍の値との比較結果を用いて、ユーザに居眠りが生じるか否かを判定する手段とを具備するため、当該ユーザに応じて居眠りが生じるか否かの判断を精度良く行うことができる。

請求項３記載の居眠り検出器では、前記脈波センサが検出した脈波に係る信号を無線送信する送信手段と、この送信手段から送信された前記信号を受信する受信手段とを更に備え、受信手段は、受信した前記信号を前記判断手段に与えるようにしてあるため、配線の困難な個所、又は配線によって安全性が損なわれる虞がある個所にも脈波センサを設置することができる。

請求項４記載の居眠り防止装置では、請求項１から３のいずれかに記載の居眠り検出器と、この居眠り検出器によってユーザに居眠りが生じることが検出された場合、ユーザに刺激を与える手段とを備えるため、撮像装置を要せず、従ってドライバの眼球の撮像の有無に拘わらず居眠りが生じるか否かを簡便に検出し得るのに加え、部品コストを低減させることができ、また、ユーザに刺激を与えることによって確実にユーザの居眠りを防止することができる。また、当該ユーザに応じて居眠りが生じるか否かの判断を精度良く行うことができる。更に、配線の困難な個所、又は配線によって安全性が損なわれる虞がある個所にも脈波センサを設置することができる。

請求項５記載の自動車では、請求項４記載の居眠り防止装置が搭載してあるため、前同様、撮像装置を要せず、従ってドライバの眼球の撮像の有無に拘わらず居眠りが生じるか否かを簡便に検出し得るのに加え、部品コストを低減させることができ、また、ユーザに刺激を与えることによって確実にユーザの居眠りを防止することができる。また、当該ユーザに応じて居眠りが生じるか否かの判断を精度良く行うことができる。更に、配線の困難な個所、又は配線によって安全性が損なわれる虞がある個所にも脈波センサを設置することができる。

請求項６記載の自動車では、前記居眠り防止装置に具備された脈波センサがハンドルに配設してあるため、ユーザたるドライバの脈波を容易・確実に検出することができるのに加え、ドライバが脈波センサを着脱する必要がないため、ドライバに負担がかからない。

本発明に係る居眠り検出器は、ユーザの脈波を検出する脈波センサと、この脈波センサが検出した脈波に基いてユーザに居眠りが生じるか否かを判断する判断手段とを備える。この脈波センサとしては、例えば、水の吸収帯の波長光を出射する発光素子、及び該発光素子から出射されユーザで反射された光又はユーザを透過した光が入射され、その入射光の光量に応じた電気信号に変換して出力する受光素子によって構成することができる。

また、居眠り検出器は、ユーザの血圧の値及び／又は脈拍の値を入力する入力手段と、入力された血圧の値及び／又は脈拍の値を記憶する記憶手段とを更に備えており、ユーザが前記入力手段によって、本人の平均血圧の値及び／又は平均脈拍の値を入力すると、記憶手段はその値を記憶する。前述した判断手段は、例えば、脈波センサが検出した脈波から血圧に係る特徴量を抽出し、抽出した特徴量を用いてユーザの血圧の値を演算し、及び／又は、前記脈波の周期からユーザの脈拍の値を演算する。そして、判断手段は、例えば演算した血圧の値が記憶した血圧の値より低く、及び／又は、演算した脈拍の値が記憶した脈拍の値より低い場合、ユーザに居眠りが生じると判定する。

一方、居眠り検出器は、脈波センサが検出した脈波に係る信号を無線送信する送信手段と、この送信手段から送信された前記信号を受信する受信手段とを更に備えており、受信手段は、受信した前記信号を前記判断手段に与えるようにしてある。これによって、配線の困難な個所、又は配線によって安全性が損なわれる虞がある個所にも脈波センサを設置することができる。

また、本発明に係る居眠り防止装置は、前述した居眠り検出器と、この居眠り検出器によってユーザに居眠りが生じることが検出された場合、即ち、居眠り検出器に具備された判断手段によってユーザに居眠りが生じると判断された場合、ユーザに刺激を与える手段とを備える。このユーザに刺激を与える手段としては、触覚的刺激、聴覚的刺激、臭覚的刺激等を与えるものであればよい。

また、本発明に係る自動車は、前述した居眠り防止装置が搭載してある。この場合、ユーザに刺激を与える手段としては、窓開閉装置を駆動させて、窓を少しの間だけ開させる手段、エアコンディショナを駆動させて、車内温度を少し低下させる手段等でもよい。

一方、居眠り防止装置に具備された脈波センサをハンドルに配設することができる。これによって、ユーザたるドライバの脈波を容易・確実に検出することができるのに加え、ドライバが脈波センサを着脱する必要がないため、ドライバに負担がかからない。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳述する。

図１は、本発明に係る自動車を示す部分斜視図であり、図中、５１は運転席、５２は助手席である。運転席５１及び助手席５２の前方にはインストルメントパネル（以後、インパネという）５３が配設してあり、インパネ５３の運転席５１に対向する部分には、スピードメータ、タコメータ等を備える計器部５４が配設してある。計器部５４と運転席５１との間には、操舵杆の先端に連結した環状のハンドル５５が回動自在に配設してあり、操舵杆の先端近傍からインパネ５３に亘る部分には、カバー部材５６が外嵌してある。このカバー部材５６近傍の適宜位置にイグニッションキーを挿入するシリンダ（図示せず）が回動自在に設けてある。

運転席５１と助手席５２との間にはセンターコンソール５７が配設してあり、運転席５１の斜め前方であってセンターコンソール５７の前方には変速レバー５８が配設してある。変速レバー５８の前方、即ちインパネ５３の中央部分には、エアコンディショナ、オーディオ機器等を操作する複数の操作ボタン６０，６０，…、温冷風の吹出し口５９、液晶モニタ等の表示器６１等が配設してある。

前述したハンドル５５の例えば略２時方向の部分及び略１０時方向の部分にはそれぞれ、ハンドル５５を握ったドライバの指部の脈波を検出する脈波検出器２，２のセンサ部２１，２１が設けてある。センサ部２１，２１は、水の吸収帯の波長光を出射する１又は複数の発光素子、及び該発光素子から出射されハンドル５５を握ったドライバの指部で反射された光をその光量に応じた電気信号に変換する１又は複数の受光素子をハンドル５５中に埋設してなり、脈波検出器２，２は、センサ部２１，２１の受光素子から出力された電気信号を脈波信号として、ハンドル５５の適宜位置（例えば、センタ位置）に配設した送受信部２２から赤外線光等を用いた無線通信により、ドライバに居眠りが生じるか否かを判断する本体１へ送信する。

なお、本実施例では、ハンドル５５の略２時方向の部分及び略１０時方向の部分にセンサ部２１，２１が配設してあるが、本発明はこれに限らず、ドライバに応じてハンドル５５の適宜の位置に配設すればよいことはいうまでもない。

本体１は、殻状の筐体１０の適宜位置に、前記送受信部２２から送信された脈波信号を受信する受信部１５、数字・記号等を表示する表示部１６、ドライバの覚醒時の平均脈拍・平均血圧（上値・下値）及び入力番号等を入力する入力ボタン部１２、並びに前記送受信部２２へ起動信号を送信する送信部１７等を設けてなり、筐体１０の内部には、警報音及び警告音声等を出力するスピーカ、前記送信部１７からの起動信号の送信及び前記スピーカによる出力等を制御する制御部等が配設してある。

なお、本体１は、車内の適宜位置に配設すればよいが、例えば図１に示した如く、インパネ５３の中央位置上、又は操舵杆のカバー部材５６上に取付けることができる。

前述したハンドル５５のセンサ部２１，２１が設けてある部分には、当該ハンドル５５を握ったドライバの手のひらに振動を与えるバイブレータ３，３も埋設してあり、本体１の送信部１７から送信された起動信号を送受信部２２が受信した場合、バイブレータ３，３が所定時間（例えば数秒間）だけ作動するようになっている。

図２は、図１に示した本体１の構成を示すブロック図である。なお、図中、図１に示した部分に対応する部分には同じ番号を付してある。図２に示した如く、入力ボタン部１２によってドライバの覚醒時の平均脈拍の値・平均血圧の値が入力されると、ＣＰＵ等を用いてなる制御部１１は、両値を入力番号別に記憶部１３に記憶させるようになっている。

一方、受信部１５は、前述した送受信部２２（図１参照）が送信した脈波信号を受信した場合、それを制御部１１に与えるようにしてある。制御部１１は、受信部１５から脈波信号が与えられると、当該脈波信号からドライバの血圧に係る特徴量を抽出し、得られた特徴量を用いて、当該ドライバの血圧（上値・下値）を演算する。また、制御部１１は、受信部１５から与えられた脈波の周期から当該ドライバの脈拍を演算し、演算した脈拍及び演算した血圧（上値・下値）を表示部１６に交互に表示させる。これによって、ドライバは自己の健康管理をすることもできる。

制御部１１には、前記入力ボタン部１２から入力番号が予め与えられており、制御部１１は、与えられた入力番号に対応して記憶した平均脈拍の値・平均血圧の値を記憶部１３から読み出し、読み出した両値と、前述した如く演算して得られた脈拍の値・血圧の値とをそれぞれ比較し、後者が前者より所定値以上低い場合、居眠りが生じると判断して、バイブレータ３，３を起動させる起動信号を送信部１７から送信させ、並びに／又はスピーカ１４に警報音及び／若しくは警告音声を出力させるようになっている。これによって、ドライバを覚醒させて、居眠りが生じることを防止することができる。

なお、本実施例では、バイブレータ３，３による触覚的刺激及び／又はスピーカ１４による聴覚的刺激によってドライバを覚醒させるようにしてあるが、本発明はこれに限らず、図２に示した如く、本体１に噴霧器１８を内蔵させておき、該噴霧器１８から刺激臭ガスを噴霧し、その嗅覚的刺激によってドライバを覚醒させるようにしてもよい。また、バイブレータ３，３を運転席５１の適宜位置に配設するようにしてもよく、運転席５１のドア内及び／又は助手席５２（共に図１参照）のドア内に設けてある窓開閉機を作動させて窓を適宜開口まで開させるようにしてもよく、送風機を作動させてドライバへ送風するようにしてもよく、更に、エアコンディショナを作動させて車内温度を低下させるようにしてもよい。

図３から図５は、図２に示した制御部１１による居眠り防止の手順を示すフローチャートである。なお、図２に示した記憶部 には複数の入力番号別に複数のドライバに係る平均血圧の値（上値・下値）及び平均脈拍の値が予め記憶させてあるものとする。

図３から図５に示した如く、制御部１１は、自動車のイグニッションキーがオンの位置に回動されるまで待機し（ステップＳ１）、イグニッションキーがオンの位置に回動された場合、入力ボタン部１２から入力番号が入力されたか否かを判断する（ステップＳ２）。制御部１１は、入力番号が入力されていないと判断した場合、その入力を催促する音声をスピーカ１４から出力させて（ステップＳ３）、ステップＳ２へ戻る。

なお、記憶部１３にドライバに係る平均血圧及び平均脈拍が記憶されていない場合、制御部１１は、平均血圧及び平均脈拍の入力を促す音声をスピーカ１４から出力させるようになっている。一方、記憶部１３に平均血圧及び平均脈拍を記憶させていないドライバが運転する場合、当該ドライバの覚醒時の平均脈拍・平均血圧（上値・下値）及び入力番号を記憶部１３に予め記憶させておく。

制御部１１は、ステップＳ２で、入力番号が入力されたと判断した場合、記憶部１３から当該入力番号に対応して記憶された平均血圧の値及び平均脈拍の値を読み出す（ステップＳ５）一方、受信部１５から与えられた脈波信号を所定時間だけ取り込む（ステップＳ６）。制御部１１は、取り込んだ脈波信号からドライバの血圧に係る特徴量を抽出し、得られた特徴量を用いて、当該ドライバの血圧（上値・下値）を演算する（ステップＳ７）。また、制御部１１は、受信部１５から与えられた脈波の周期から、当該ドライバの脈拍を演算し（ステップＳ８）、演算した血圧の値（上値・下値）及び脈拍の値を表示部１６に、例えば交互に表示させる（ステップＳ９）。

次に、制御部１１は、演算した血圧の値（上値ｂ１、下値ｂ２）が読み出した血圧の値（上値ａ１、下値ａ２）未満であるか否かを判断し（ステップＳ１０）、そうでない場合、イグニッションキーがオフの位置に回動されたか否かを判断し（ステップＳ２０）、そうでない場合、ステップＳ６へ戻る。

一方、制御部１１には、血圧に係る閾値（例えば、上値については１３．３×１０²〜３３．３×１０²Ｐａの範囲内の適宜の値、下値については６．７×１０²〜２６．７×１０²Ｐａの範囲内の適宜の値）、及び脈拍に係る閾値（例えば、１０〜２０回の範囲内の適宜の値）が予め設定してあり、制御部１１は、演算した血圧の値が読み出した血圧の値未満である場合、（ａ１−ｂ１）の絶対値及び（ａ２−ｂ２）の絶対値が、対応する閾値よりそれぞれ大きいか否かを判断し（ステップＳ１１）、そうでない場合、ステップＳ２０へ移って、イグニッションキーがオフの位置に回動されたか否かを判断し、そうでない場合、ステップＳ６へ戻る。

一方、制御部１１は、ステップＳ１１で、（ａ１−ｂ１）の絶対値及び（ａ２−ｂ２）の絶対値が、対応する閾値よりそれぞれ大きいと判断した場合、演算した脈拍の値（ｄ）が読み出した脈拍の値（ｃ）未満であるか否かを判断し（ステップＳ１２）、そうでない場合、ステップＳ２０へ移って、イグニッションキーがオフの位置に回動されたか否かを判断し、そうでない場合、ステップＳ６へ戻る。他方、制御部１１は、演算した脈拍の値（ｃ）が読み出した脈拍の値（ｄ）未満である場合、（ｃ−ｄ）の絶対値が脈拍に係る閾値より大きいか否かを判断し（ステップＳ１３）、そうでない場合、前同様ステップＳ２０へ移って、イグニッションキーがオフの位置に回動されたか否かを判断し、そうでない場合、ステップＳ６へ戻る。

これに対し、制御部１１は、（ｃ−ｄ）の絶対値が脈拍に係る閾値より大きい場合、ドライバに居眠りが生じると判定して、バイブレータ３，３（図１参照）を起動させる起動信号を送信部１７から送信させると共に、計時を開始し（ステップＳ３０，Ｓ３１）、起動させたバイブレータ３，３が停止するまでの所定時間だけ経過したか否かを判断する（ステップＳ３２）。制御部１１は、所定時間経過したと判断した場合、前述したステップＳ６からステップＳ１３までの操作と同じ操作をそれぞれ実行して（ステップＳ４０〜ステップＳ４７）、ドライバが覚醒しているか否かを判断する。

即ち、制御部１１は、ステップＳ４４で、演算した血圧の値（上値ｂ１、下値ｂ２）が読み出した血圧の値（上値ａ１、下値ａ２）以上であると判断した場合、ステップＳ４５で、（ａ１−ｂ１）の絶対値及び（ａ２−ｂ２）の絶対値が、対応する閾値以下であると判断した場合、ステップＳ４６で、演算した脈拍の値（ｃ）が読み出した脈拍の値（ｄ）以上であると判断した場合、及びステップＳ４７で、（ｃ−ｄ）の絶対値が脈拍に係る閾値以下であると判断した場合、ドライバは覚醒していると判断してステップＳ２０へ戻る。

一方、制御部１１は、ステップＳ４０〜ステップＳ４７の操作を実行して、ドライバが覚醒していない、即ち、居眠りが生じると判断した場合、更に、スピーカ１４から、警報音・警告音声を出力させて（ステップＳ５０）、ステップＳ４０へ戻り、ドライバが覚醒していると判断するまで、ステップＳ４０からステップＳ５０までの操作を繰り返す。

そして、制御部１１は、ステップＳ６からステップＳ５０までの操作を、ステップＳ２０で、イグニッションキーがオフの位置に回動されたと判断するまで繰り返すことによって、エンジンが作動中、ドライバに居眠りが生じることを検出・防止する。

なお、本実施例では、より正確に判断すべく、脈波検出器２，２で検出した脈波を用いて求めた血圧及び脈拍に基いて、ドライバに居眠りが生じるか否かを判断するようにしてあるが、本発明はこれに限らず、当該判断を、脈波を用いて求めた血圧に基いて、又は脈波を用いて求めた脈拍に基いて行うようにしてもよい。

また、本実施例は、自動車に適用した場合について説明したが、本発明はこれに限らず、鉄道車両、船舶又は航空機等の乗り物の運転、及び、クレーン又は製造ラインのコントロール室における監視・制御作業等、長時間の作業を行う作業者の居眠り防止にも適用し得ることはいうまでもない。

本発明に係る自動車を示す部分斜視図である。 図１に示した本体の構成を示すブロック図である。 図２に示した制御部による居眠り防止の手順を示すフローチャートである。 図２に示した制御部による居眠り防止の手順を示すフローチャートである。 図２に示した制御部による居眠り防止の手順を示すフローチャートである。

符号の説明

１ 本体
２ 脈波検出器
３ バイブレータ
１０ 本体
１２ 入力ボタン部
１３ 記憶部
１５ 受信部
１６ 表示部
１７ 送信部
２１ センサ部
２２ 送受信部

Claims (6)

1. ユーザの脈波を検出する脈波センサと、この脈波センサが検出した脈波に基いてユーザに居眠りが生じるか否かを判断する判断手段とを備えることを特徴とする居眠り検出器。
2. ユーザの血圧の値及び／又は脈拍の値を入力する入力手段と、入力された血圧の値及び／又は脈拍の値を記憶する記憶手段とを更に備え、前記判断手段は、脈波センサが検出した脈波に基いてユーザの血圧の値を演算する手段及び／又は前記脈波に基いてユーザの脈拍の値を演算する手段と、記憶した血圧の値と演算した血圧の値との比較結果及び／又は記憶した脈拍の値と演算した脈拍の値との比較結果を用いて、ユーザに居眠りが生じるか否かを判定する手段とを具備する請求項１記載の居眠り検出器。
3. 前記脈波センサが検出した脈波に係る信号を無線送信する送信手段と、この送信手段から送信された前記信号を受信する受信手段とを更に備え、受信手段は、受信した前記信号を前記判断手段に与えるようにしてある請求項１又は２記載の居眠り検出器。
4. 請求項１から３のいずれかに記載の居眠り検出器と、この居眠り検出器によってユーザに居眠りが生じることが検出された場合、ユーザに刺激を与える手段とを備えることを特徴とする居眠り防止装置。
5. 請求項４記載の居眠り防止装置が搭載してあることを特徴とする自動車。
6. 前記居眠り防止装置に具備された脈波センサがハンドルに配設してある請求項５記載の自動車。

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